Une découverte intrigante d’un étudiant de l’Université du Massachusetts révèle une mixture unique capable de retrouver la forme d’un vase grec, même après une agitation intense. Ce phénomène, au cœur de recherches approfondies, soulève des questions passionnantes sur les interactions des liquides et des particules magnétiques.
Peu importe combien elle est secouée : la mixture préparée par un étudiant américain reprend toujours la forme d’un vase grec.
Le phénomène mystérieux de la mixture qui prend la forme d’un vase grec même lorsqu’elle est vigoureusement agitée / Crédits : UMass Amherst
Une découverte étonnante, faite par hasard par un étudiant de l’Université du Massachusetts à Amherst, Anthony Raykh, a conduit à l’identification de ce qui est déjà appelé le “vaste liquide”, un mélange bizarre qui retrouve la forme d’un vase grec indépendamment de l’intensité de l’agitation.
Même une agitation trop forte n’empêche pas le mélange de retrouver rapidement ses courbes élégantes des céramiques de l’Antiquité. “Quand j’ai vu ce qui se produisait, j’ai tout de suite pensé : ‘Qu’est-ce que c’est que ça?’” a déclaré Raykh, qui se trouvait ce jour-là dans les laboratoires de l’Université, en train de préparer de nouveaux mélanges pour rechercher des propriétés utiles. “J’ai commencé à me promener dans les couloirs du Département de Science et d’Ingénierie des Polymères, frappant aux portes de mes professeurs pour leur demander s’ils savaient ce qui se passait”, a-t-il ajouté. Personne ne savait. Mais le comportement inhabituel de cette mixture a attiré l’attention des professeurs Thomas Russel et David Hoagland, qui ont voulu en comprendre la raison avec Raykh.
Que contient le “vaste liquide”, la mixture qui retrouve sa forme
Le “vaste liquide”, défini comme un mélange de liquides immiscibles qui “retrouve sa forme”, est composé de d’eau, de pétrole et de particules de nickel magnétiques. Lorsqu’ils sont versés dans un même récipient cylindrique, les deux liquides (l’eau polaire et le pétrole apolaire) ont tendance à se disposer en deux couches séparées : cependant, lorsque des particules de nickel magnétisées sont ajoutées… “c’est, avec une surprise absolue, que le mélange prend cette belle et pure forme de vase grec – a expliqué Raykh – . Peu importe combien de fois ou avec quelle force nous l’agitons, la forme de vase revient toujours.”
Pour déterminer le phénomène physique qui se cache derrière le rétablissement de cette forme insolite, Raykh et ses professeurs ont mené plusieurs expériences, collaborant également avec des collègues des Universités de Tufts et de Syracuse. Cet effort collaboratif a permis de découvrir que le fort magnétisme joue un rôle clé.
“Nous avons découvert que le fort lien et l’assemblage bidimensionnel des particules magnétiques à une interface liquide-liquide non seulement inhibent l’émulsification, mais augmentent également la tension interfaciale, » explique l’équipe dans un article publié dans Nature Physics. « Par conséquent, l’interface stabilisée par les particules dans un récipient cylindrique prend rapidement et de manière reproductible la forme de vase grec après une agitation vigoureuse.”
En d’autres termes, les particules magnétisées de manière suffisamment forte augmentent la tension existante à l’interface entre les deux liquides immiscibles, déformant la frontière entre l’eau et le pétrole en une courbe qui rappelle les lignes d’un vase grec. “Quand vous voyez quelque chose qui ne devrait pas être possible, vous devez enquêter” a conclu Russel, enthousiaste d’avoir découvert un phénomène jamais observé.