反重力、反浮力、上下顛倒，科學家在實驗中看到了不可思議的現象

星問答計劃創作者，科學達人

本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。

在我們日常的生活經驗中，我們知道重物會下沉、而輕物會上升，也就是說，密度大的物體它會下沉到密度更低物體的底部。

例如在水中扔一塊磚頭，磚肯定會下沉，扔一塊木頭，木頭肯定會漂浮在水的表面，給水裏滴一層油，油就會漂浮在水的表面。

這就是阿基米德的浮力原理，物體能夠排開流體的重量如果大約物體本身的重量，那麼物體就會漂浮在流體的表面，反之則會下沉。

而且我們還知道船可以漂浮在流體的上表面，但是不能上下顛倒漂浮在流體下表面，你可能無法理解這個現象，因為我們在生活中從來沒有見過這種反直覺的現象。看下圖：

也就是說一切反直覺的現象都是因為振動引起的。下面我們就說下實驗的過程：

在一個容器內高頻上下振動可以導致一個密度更大的液體懸浮在空氣之上，這個現象其實在上世紀50年代就已經發現了。

這裏需要注意的是，這裏的液體並非是像水這樣的粘度比較低的液體，而是高粘度的矽油或者是甘油。

這是因為水流動性特別好，振動很容易引起漣漪，導致水不穩定，流到容器底部。

而黏性高的液體能夠漂浮的原因是它可以很好的抑制波紋的產生，也不容易產生液滴。而液體的上下高頻振動會給下面的空氣一個壓力，相反下面的空氣就會形成一個空氣墊，把下液面完整的拖住。

而這次科學通過同樣的方法也制造了一個小型的懸浮液體，但它們卻發現了懸浮液面神奇的現象。

在懸浮的液體中，其中的氣泡會下沉，而其中的雜質重物會上升，這個跟我們在現實生活中看到現象截然相反。

然後它們將一個塑料小球放在了懸浮液體的下液面，發現小球可以漂浮在下液面。

改用小船也看到了同樣的現象。

這項研究在9月2號發表在了《自然》雜志上。

研究人員稱，這種與自然狀態下液體浮力相反的現象可以為我們提供一種新的流體內包含物質分離和運輸的方法。

而小船能夠懸浮在下液面的原因是，整個系統的高頻振動導致底部空氣被不斷的壓縮釋放，形成了駐波，那些較輕的物質例如氣泡和塑料小船就會運動都振幅最大位置，也就是下液面。

而那些較重的物體就會運動到振幅比較下上液面。也是就產生了一種反重力現象。

其實這個現象我們只要觀察仔細，也可以在生活中看到，例如高速運轉的機械就會產生高頻振動，我們往往會看到兩個物體微小縫隙之間就會存在懸浮的液體。

它們在縫隙之間振動，並不會受到重力的作用往下落，這就是振動產生的波帶來的反重力現象。