Quella che potrebbe sembrare una gelatina agitata è in realtà acqua soggetta a una gravità 20 volte superiore alla normale gravità terrestre all'interno della centrifuga di grande diametro dell'ESA, come parte di un esperimento che fornisce nuove informazioni sul comportamento della turbolenza delle onde.

Questa ricerca, guidato da Stéphane Dorbolo dell'Università di Liegi e Eric Falcon del CNRS e dell'Università di Parigi, è stato pubblicato in Lettere di revisione fisica .

La turbolenza delle onde si verifica ovunque un insieme di onde casuali interagiscono tra loro:dall'oceano all'atmosfera, o nei plasmi, ma i meccanismi esatti dietro di esso sono compresi solo vagamente. Per onde superficiali su un liquido, la gravità domina il comportamento alle basse frequenze, mentre l'"azione capillare" basata sulla tensione superficiale diventa più importante alle alte frequenze.

Per aumentare la gamma di frequenze in cui le onde sono dominate dalla gravità, i ricercatori hanno condotto il loro esperimento nella centrifuga a grande diametro (LDC) dell'ESA, dove possono creare livelli di gravità efficaci fino a 20 volte quelli della gravità terrestre.

All'interno di questo intervallo esteso, il risultato è stato una sorpresa:i tempi tipici delle interazioni e della dissipazione delle onde non dipendevano dalla frequenza delle onde, come previsto in teoria.

Invece questi tempi sono fissati dalla lunghezza d'onda più lunga disponibile all'interno del sistema, vale a dire la dimensione del contenitore all'interno delle onde si verificano, un effetto che le attuali teorie della turbolenza ondulatoria non tengono conto.

Il prof. Falcon spiega:"Questo risultato suggerisce che la dimensione del 'contenitore' deve essere considerata negli studi sulle onde d'acqua all'interno di un oceano, così come le onde atmosferiche sulla Terra e le onde di plasma confinate magneticamente come negli esperimenti di fusione.

"In particolare, questo esperimento serve a completare il quadro scientifico di come la gravità ha un impatto sulla turbolenza delle onde di superficie, perché la regolazione del livello di gravità su un valore basso opposto è già stata eseguita in esperimenti di voli parabolici a gravità zero nel 2009 e più recentemente a bordo della Stazione Spaziale Internazionale nel 2019. Questo ci ha permesso di osservare con successo la pura turbolenza delle onde capillari senza il contributo di gravità."

Operando all'interno di una cupola bianca in stile fantascientifico, il LDC è una centrifuga a quattro bracci di 8 m di diametro che offre ai ricercatori l'accesso a una gamma di ipergravità fino a 20 volte la gravità terrestre per settimane o mesi alla volta. Al suo più veloce, la centrifuga ruota fino a 67 giri al minuto, con le sue sei gondole poste in punti diversi lungo i suoi bracci del peso di 130 kg, e ciascuno in grado di ospitare 80 kg di carico utile.