Esferas que flotan ingrávidas en gravedad.

Aunque pueda parecer paradójico, leyendo los artículos científicos que tengo por leer, eso es lo que me encontré.

Resulta que en un artículo publicado en el 2013, Esferas flotantes se les ocurrió un sistema muy interesante para poder observar qué pasa en dos esferas sumergidas en un líquido que no están sujetas a la acción de la gravedad: Usar un campo magnéticoa casi paraleelo y que las esferas sean sensibles a los campos magnéticos.

Con este sistema, pudieron observar el movimiento del fluido alrededor de las esferas, y vieron como su comportamiento dependía exclusivamente de magnitudes hidrodinámicas, sin necesitar para poder entenderlo ningún tipo de campo magnético.

La imagen de abajo es la muestra de una foto tomada con alta exposición y partículas de bismuto, el material de las esferas, para visualizar el flujo. Los colores son un añadido para observar el flujo con más claridad, que según simulaciones realizadas en las mismas condiciones, producen las líneas de flujo negras sobre impuestas sobre las trazas blancas, las líneas experimentales. Las flechas indican las direcciones del flujo.

Esferas-01
Figura 2 del artículo Spontaneous Orbiting of Two Spheres Levitated in a Vibrated Liquid H. A. Pacheco-Martinez, L. Liao, R. J. A. Hill, Michael R. Swift, and R. M. Bowley Phys. Rev. Lett. 110, 154501

Además, como es un movimiento puramente hidrodinámico, pudieron hacer colapsar varios datos del movimiento en una sola gráfica adimensional, que es la siguiente:

Acel. adim. en esferas
Figura 1 del artículo Spontaneous Orbiting of Two Spheres Levitated in a Vibrated Liquid H. A. Pacheco-Martinez, L. Liao, R. J. A. Hill, Michael R. Swift, and R. M. Bowley Phys. Rev. Lett. 110, 154501

Las unidades escogidas son la amplitud respecto al medio en reposo adimensionalizada con el diámetro del contedor, Ar/d,y la longitud de penetración viscosa, otra manera de colocar la viscosidad y relacioanrla con la frecuencia.

Me pareció muy interesante por dos razones:

  • Es un uso claro de números adimensionales adecuados al sistema hidrodinámico y
  • La manera de «eliminar» la gravedad contrarrestándola con una fuerza magnética me parece particularmente elegante.
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