Des physiciens de l’université de Twente (Pays-Bas) expliquent l’étonnant ballet de deux gouttelettes sur une surface d’azote liquide par la présence d’une couche de vapeur et l’influence de la tension de surface. © coyot, Pixabay License

Sciences

Surprenant : des gouttelettes en orbite l’une autour de l’autre

ActualitéClassé sous :physique , gouttelettes , orbite

Elles s'attirent et patinent l'une autour de l'autre dans un étonnant ballet sur glace, comme en orbite réciproquement. Deux gouttelettes que des physiciens ont déposées sur une surface d'azote liquide... Un mécanisme fascinant qui pourrait avoir des implications pour le traitement des échantillons biologiques.

L'effet Cheerios -- du nom des céréales en forme de mini doonut --, c'est ainsi que les physiciens qualifient la tendance qu'ont les petits objets flottants à la surface d'un liquide à se rapprocher les uns des autres pour finir par s'agréger. Mais dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'université de Twente (Pays-Bas) se sont intéressés au comportement de gouttelettes sur une surface fluide glacée.

Ils ont déposé des gouttelettes sur une surface d'azote liquide -- de l'azote refroidi à moins de -195 °C -- et ils ont observé un phénomène surprenant. Les gouttelettes se sont mises à patiner à la surface. Les physiciens expliquent qu'elles flottent sur la couche de vapeur qui se forme entre elles -- qui sont à température ambiante au départ -- et l'azote liquide très froid.

Les physiciens de l’université de Twente (Pays-Bas) ont observé le surprenant ballet de gouttelettes sur une surface d’azote liquide. © Université de Twente, Vimeo

Des conditions changeantes

Mais la vraie surprise est venue du mouvement qui a alors animé les gouttelettes. Loin de se comporter comme des boules de billard amenées à s'entrechoquer, elles se sont lancées dans un ballet sur glace. Comme si elles avaient été mises en orbite. Là encore, les physiciens ont une explication. Le poids de la première gouttelette déforme la surface du fluide. De quoi provoquer le déplacement de la seconde gouttelette. Un peu comme quand la masse d'un objet céleste courbe l'espace-temps et influence ainsi le mouvement d'un voisin.

Au cours de l'expérience cependant, les conditions changent. Les gouttelettes refroidissent et cela augmente le frottement et modifie leur vitesse et leurs interactions. Le mouvement des gouttelettes prend alors une forme de spirale. Un mécanisme que les chercheurs espèrent pouvoir utiliser pour préparer et transporter des échantillons biologiques sans avoir recours à un contenant, évitant ainsi quelques risques de contamination.

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