Peneliti dari Langevin and Sorbonne Université di Perancis berhasil membuat mainan perahu terlihat seperti melawan gravitasi. Perahu tersebut mengapung terbalik pada cairan yang mengambang di udara. Kok bisa?
Bagaimana Membuat Cairan Bisa Terbang Melayang?
Sejak tahun 50an, fisikawan sudah mengetahui bahwa cairan yang digetarkan dengan getaran berfrekuensi tinggi (lebih dari 100Hz) bisa membuat gelembung udara ‘tenggelam’ ke bagian bawah cairannya. Dengan begitu, cairannya bisa terlihat melayang dan mengambang di udara.
Mengapungkan Benda Secara Terbalik Pada Cairan Yang Melayang?
Tim peneliti yang dipimpin oleh Benjamin Apffel membuktikan hal lain yang terkait dengan fenomena cairan melayang ini. Fenomena lain itu adalah bahwa benda bisa mengapung terbalik pada cairan melayang tersebut. Seolah-olah gravitasi jadi terbalik.
Pada eksperimennya, para peneliti tersebut mengisi wadah kecil dengan gliserol atau minyak silikon. Mereka lalu menggoyang wadah tersebut dengan mesin vibrasi. Seketika cairannya mulai mengambang. Ini fenomena unik, tapi sudah diketahui sejak lama.
Hal baru yang mereka coba adalah meletakkan mainan perahu ke sisi bawah dari cairan yang mengambang tersebut. Dan ternyata, mainan perahunya tidak jatuh, justru malah mengapung terbalik. Seolah melawan gravitasi.
Kenapa Bisa Begitu?
Pada artikel ilmiah yang dipublikasikan di jurnal Nature, sang peneliti menjabarkan perhitungan matematis dari fenomena ini dengan cukup terperinci. Namun intinya, fenomena ini bisa terjadi karena getaran vertikal yang ada memunculkan osilasi pada gaya gravitasi efektif yang dirasakan baik oleh cairannya dan juga objek yang ada pada cairan tersebut. Osilasi gaya yang diterima oleh cairan dan objeknya ini akhirnya saling menyeimbangkan satu sama lain.
Potensi Kegunaan
Fenomena ini punya potensi besar untuk dimanfaatkan. Misal, pada sistem yang mengandalkan gelembung udara pada reaktor gas. Atau bisa juga untuk pemisahan sebuah material dari cairan seperti dalam hal pemrosesan mineral dan juga pengolahan limbah air.
Referensi
Apffel, B., Novkoski, F., Eddi, A. et al. Floating under a levitating liquid. Nature 585, 48–52 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2643-8
H. H. Bleich. Effect of Vibrations on the Motion of Small Gas Bubbles in a Liquid. Jet Propulsion Archive. Vol 26 Num 11. November 1956. https://doi.org/10.2514/8.7169