محققان ساختاری را شناسایی کرده‌اند که در آن یک میله مغناطیسی متحرک در حالی که در یک سیال در حال چرخش است، شناور می‌شود.
دیوید فیرورست (David Fairhurst)، یک روز که در آزمایشگاه مشغول کار بود، متوجه کج شدن تجهیزاتش شد. همزن مغناطیسی “کک” (همزن مغناطیسی یکی از ابزارهای آزمایشگاهی است که برای مخلوط کردن مایعات در آزمایشگاه از آن استفاده می‌شود. در این نوع همزن، میله کوچکی به نام “stir bar” در داخل ظرف مایع مثل ارلن قرار می‌گیرد.) که او برای مخلوط کردن پلیمر با آب از آن استفاده می‌کرد، به جای این که مانند حالت عادی، در قسمت پایینی ظرف آزمایش در حال چرخش باشد، در مرکز ظرف معلق بود. فیرورست از دانشگاه ناتینگهام ترنت در انگلستان و همکارانش تصمیم به مطالعه این پدیده گرفتند. آن‌ها دریافتند که این رفتار به واسطه ترکیبی از نیروهای مغناطیسی و نیروهای سیال ایجاد می‌شود که در زمان چرخش کک با سرعت زیاد، بر آن تاثیر می‌گذارند. فهم این مسئله می‌تواند در پیشرفت شناگران مصنوعی و پمپ‌های میکروسیال‌ها کمک کند.
برای مطالعه این رفتار، تیم از یک همزن مغناطیسی استاندارد استفاده کرد که یک میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد کرده بود و میله‌ی آهنربایی – کک – را می‌چرخاند. در سرعت‌های کم چرخش، جهت میدان مغناطیسی و کک هم تراز باقی مانده بودند. قطب‌های مغناطیسی کک و قطب‌های آهن ربایی که میدان چرخشی را تولید می‌کند، در جهت مخالف قرار گرفته‌اند و کک به آرامی در ته ظرف می‌چرخد. گرچه، برای سرعت‌های بالاتر چرخش، نیروهای چسبندگی، کک را از هم ترازی با میدان مغناطیسی چرخان، خارج می‌کنند، تا زمانی که نیروی مغناطیسی موثر بر کک از حالت جاذب به دافع تبدیل شود. این نیروی دافعه می‌تواند کک را از کف ظرف بلند کرده و بالا ببرد.
در سرعت‌های چرخشی بالا، تیم همچنین شاهد حرکت کک – نوسان در یک طرح دایروی عمود بر محورش – در حین چرخش آن بود. آن‌ها با استفاده از شبیه سازی‌های کامپیوتری نشان دادند که این حرکت و جنبش، حرکت کک معلق را در مایعات بسیار گران رو تثبیت می‌کند، یافته‌ای که آن‌ها در آزمایش‌هایشان ثابت کرده‌اند. حرکت مذکور با ایجاد یک نیروی مرکزگرا که آن را ثابت نگه داشته است، مایع را به سمت خارج از مرکز پمپ می‌کند. با این حال، در مایعات با ویسکوزیته کم، حرکت سیال را به سمت کک می‌کشد وآن را از حالت پایدارش خارج می‌کند.
این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.
