Inducen el movimiento orbital en gravedad cero en un fluido

Las partículas flotando livianas en un fluido podrían parecer libres de ir a donde les plazca. Sin embargo, observaciones recientes muestran que las partículas suspendidas se auto-organizan debido a la fuerzas del fluido que median. Un nuevo experimento ha explorado las interacciones hidrodinámicas entre dos pequeñas gotas en un campo magnético que cancela la gravedad. Cuando se agita el sistema, las gotas se juntan por mutua atracción y, a medida que se incrementa la agitación, comienzan un baile orbital. Esto abre la puerta a futuros estudios de fluidos mixtos de partículas en ausencia de gravedad.

En la tierra, las partículas suspendidas en un fluido se limitan esencialmente a la profundidad en la que las fuerzas de flotabilidad y la gravedad se equilibran, así pues los estudios sobre su auto-organización están a menudo limitados a dos dimensiones. En gravedad cero real, como en la ISS, las partículas suspendidas se pueden unir en las tres dimensiones, pero muy pocos de los experimentos han explorado que influencia tendrán las fuerzas hidrodinámicas en este entorno.

Para recrear un estado de gravedad cero real en la Tierra, los investigadores usaron un campo magnético fuertemente variable que puede hacer levitar pequeñas partículas, como se mostró en estudios previos. En el interior de su sistema magnético testla-17, el equipo situó una célula llena de fluido con dos esferas idénticas de tamaño milimétrico. Para inducir el flujo del fluido, agitaron la célula hacia arriba y hacia abajo a una velocidad de 20 hercios. En respuesta a esto, las gotas se movieron la una hacia la otra hasta que estuvieron tocándose lado con lado. A medida que la amplitud de la agitación se incrementaba, el equipo observó las gotas orbitando la una alrededor de la otra en el plano horizontal (perpendicular a la dirección de agitación). Los investigadores también llevaron a cabo simulaciones de ordenador que mostraron que la órbita surge de los vórtices de flujo que brotan desde el punto de contacto entre las gotas.

Via physic.aps