反重力+反浮力實驗！法國科學家使液體懸空，小船漂在下表面

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輕重倒置

懸空液體並非絕無可能，在表面積有限的細管中，我們可以欣賞到由毛細管力對抗重力的畫面。

但對於攤開成一層的液體，根據常識我們知道，矽油液體的密度大於空氣，正常情況下不可能懸浮在空中。

其實，將大密度的流體置於小密度的流體層上，會發生一種在流體力學上稱作“瑞利-泰勒不穩定性”的現象，在重力加速度的作用下，重流體往往下沉為釘子狀，而輕流體則呈現氣泡狀上升。如果對兩層流體施加其他方向上的加速度，結果也相同。

這種不穩定性在一些天體物理過程和工業領域（例如慣性約束聚變、內燃機燃燒等）中都扮演了重要角色。

此前，已經有人提出幾種可以將“瑞利-泰勒不穩定性”穩定下來的方法，比如溫度階梯、電磁場、旋轉運動或垂直振動。

對垂直振動法而言，隨著接觸面積的增加，振動的幅度必須相應提高以保持穩定，但不能超過某個會觸發另一種不穩定性——“法拉第不穩定性”的閾值。這個閾值同時受到流體粘度的影響，粘度越大，閾值就越高。

反常”現象

為了提高法拉第不穩定性閾值，法國研究團隊選擇了高粘度的矽油和甘油。它們將液體注入由有機玻璃制作的容器中，接著以一定的頻率和振幅垂直振動容器，將空氣注入容器底部，直到液體開始懸浮。

他們首先證明，只要垂直振動的幅度夠大，任何體積的液體都可以在容器中懸空。實驗使用的液體達到了半升，寬度為20厘米。調節適當的振動參數，液體下方的空氣層被激發共振，扮演著類似於彈簧的角色，但又不至於觸發法拉第不穩定性，液體則成了彈簧上方的負載。

這種方法對於懸空的液體層數也沒有限制，可以一層空氣、一層液體的方式疊加起來。

除了“反重力”，研究團隊發現垂直振動會導致其他一些“反浮力”現象。用針管注入空氣後，液體下部的氣泡會下沉而非上升，類似的現象已經用於鼓泡塔反應器中的氣體保存和混合。此外，兩艘模型小船同時漂浮在懸空液體的上表面和下表面。而根據著名的阿基米德原理，浸在流體中的物體受到豎直向上的浮力，其大小等於物體所排開流體的重力。

《自然》同期發表的一篇評論文章指出，該論文有助於未來進一步研究液體邊界行為。這不僅僅只是一種海上奇景，或許在運輸氣體或流體中被困材料方面，具有實際應用意義。

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