本报记者严
容器里挂着一层硅油，液体中的气泡下沉而不是上升，两只模型船同时漂浮在液体的上下表面.
看到这一奇观，牛顿和阿基米德的棺材板是否不堪重负？
根据9月2日晚发表在《自然》杂志《自然》上的一篇论文，巴黎文理大学的科学家用一个简单的技巧完成了这个反直觉的把戏：垂直振动。
轻重倒置
悬浮液体不是不可能的。在表面积有限的细管中，我们可以欣赏到毛细力对抗重力的画面。
但是对于铺开成层的液体，根据常识，我们知道硅油液体的密度比空气高，正常情况下不可能悬浮在空气中。
事实上，当高密度流体置于低密度流体层上时，流体力学中会出现一种称为“瑞利-泰勒不稳定性”的现象。在重力加速度的作用下，重流体倾向于沉入指甲，轻流体倾向于气泡上升。如果对两层流体施加其他方向的加速度，结果是一样的。
这种不稳定性在一些天体物理过程和工业领域(如惯性约束聚变、内燃机燃烧等)中起着重要作用。).
以前，已经提出了几种方法来稳定瑞利-泰勒不稳定性，如温度阶梯、电磁场、旋转运动或垂直振动。
对于垂直振动法，随着接触面积的增加，振动的振幅必须增加才能保持稳定，但不能超过一定的阈值，这将触发另一种不稳定性，即——法拉第不稳定性。该阈值也受流体粘度的影响，粘度越高，阈值越高。
反常”现象
为了提高法拉第不稳定性阈值，法国研究团队选择了高粘度硅油和甘油。他们将液体注入有机玻璃制成的容器中，然后以一定的频率和振幅垂直振动容器，并向容器底部注入空气，直到液体开始悬浮。
他们首先证明了只要垂直振动的振幅足够大，任何体积的液体都可以悬浮在容器中。实验中使用的液体达到半升，宽度为20厘米。通过调整合适的振动参数，激发液体下方的空气层产生共振，起到类似弹簧的作用，但不会触发法拉第不稳定，液体成为弹簧上方的载荷。
在这种方法中，悬浮液体的层数没有限制，可以由一层空气和一层液体堆叠而成。
研究团队发现，除了“反重力”，垂直振动还会导致其他“反浮力”现象。向针管内注入空气后，液体下部的气泡会下沉而不是上升。类似的现象已经用于鼓泡塔反应器中的气体保存和混合。此外，两艘模型船同时漂浮在悬浮液体的上下表面。根据著名的阿基米德原理，浸没在流体中的物体受到垂直浮力，该浮力等于被物体置换的流体的重力。
《自然》年同期发表的一篇综述文章指出，本文有助于未来对液体边界行为的进一步研究。这不仅是一个海上奇迹，而且在运输气体或流体中的截留物质方面也具有实际应用意义。
责任编辑：李跃群
校对：蒙銮
