Incluso cuando los físicos usan experimentos grandes y costosos para descubrir enormes ondas gravitacionales y pequeños hadrones, aún pueden responder preguntas sobre lo completamente mundano. Por ejemplo: ¿por qué las gotas de leche fría rebotan en la superficie del café caliente antes de hundirse? ¿Por qué las pequeñas esferas de agua se deslizan por la superficie de una piscina bajo la lluvia?
Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) observó y describió por primera vez las fuerzas que provocan que las gotas de líquido leviten sobre la superficie de depósitos más grandes.
Así es como funciona.
Cuando una gota de lluvia choca contra la superficie de un charco, los investigadores encontraron que los motores gemelos se activan. La colisión hace que pequeñas corrientes giren dentro de la gota y debajo de la superficie del charco. Si pudieras mirar dentro de la gotita, verías que el agua corre hacia abajo a lo largo de los bordes dentro de la gota y luego sube de nuevo hacia el centro, encontró la nueva investigación.
Ese movimiento giratorio dentro de la gotita, invisible en la mayoría de las circunstancias, crea suficiente fuerza para tirar del aire que rodea la gotita. El aire se forma en una corriente delgada y rápida de viento que fluye debajo de la gota, manteniéndolo a un ancho de cabello por encima de la superficie, según los nuevos hallazgos.
Sin embargo, los investigadores descubrieron que esos motores, dentro de la gota y debajo de la superficie del líquido, no giran solos. Las diferencias de calor entre una gota y el líquido que impacta impulsan la rotación y la levitación. Una vez que la gota de lluvia se calienta o se enfría a la temperatura del charco, un proceso acelerado por los motores giratorios que pueden tomar desde milisegundos hasta segundos, chocará con su alfombra mágica de aire y desaparecerá en el charco, mostró el estudio.
Los investigadores del MIT descubrieron cómo calcular la diferencia mínima de calor para que ocurra la levitación en cualquier líquido dado. Si descubrieron que la diferencia es mayor que ese mínimo, la gota levita más tiempo. Un poco más corto, y la caída no levitará en absoluto.
A través de algunas configuraciones experimentales inteligentes y la ayuda de cámaras de alta velocidad, los investigadores pudieron hacer algunos videos hermosos de los motores de levitación en acción. Los científicos mezclaron algunas escamas brillantes de dióxido de titanio en aceite, luego fijaron una gota de ese aceite contra la superficie de una piscina más grande con una jeringa. Retroiluminaron la gota con un LED brillante, y el dióxido de titanio se iluminó mientras giraba en las agitadas corrientes, siguiendo el camino de los motores.
Los autores publicaron un artículo que describe el descubrimiento el 8 de noviembre en el Journal of Fluid Mechanics.
