L’Effet Magnus en Microscopie

L’Effet Magnus en Microscopie

L’effet Magnus vient de la compression localisée de la structure du fluide viscoélastique (illustrée en bleu), la faisant dévier latéralement lorsque la particule tourne. Ce déplacement produit une force perpendiculaire à la direction de déplacement de la particule. Crédit : Niklas Windbacher, Groupe de Recherche Bechinger.

Le phénomène de l’effet Magnus, que vous soyez familier ou non, se produit souvent dans des sports tels que le football, le cricket ou le baseball, surprenant souvent les adversaires.

Ce phénomène se produit lorsqu’une balle en rotation dévie de sa trajectoire attendue. Au-delà des sports, les ingénieurs l’utilisent pour propulser certains types de navires et d’aéronefs, en utilisant des dispositifs tels que le “rotor Flettner”.

Effet Magnus Microscopique

Des chercheurs de l’Université de Constance et de l’Université de Göttingen ont révélé la présence de l’effet Magnus à une échelle microscopique. Grâce à des expériences et des explications scientifiques, ils ont ouvert de nouvelles possibilités.

La nouvelle compréhension de l’effet Magnus à l’échelle microscopique offre des perspectives prometteuses pour diverses applications. Elle pourrait conduire au développement de mécanismes permettant le contrôle précis et le déplacement de petites particules. De plus, elle pourrait ouvrir la voie à des robots miniatures naviguant dans le système sanguin pour cibler des emplacements spécifiques dans le corps.

Compréhension de l’effet Magnus

L’effet Magnus se produit généralement lorsqu’un objet en rotation se déplace dans l’air ou un liquide. La rotation provoque des variations de vitesse autour de l’objet, créant une force qui le dévie de sa trajectoire rectiligne. À mesure que la taille de l’objet diminue, cet effet diminue.

Dans des expériences menées à l’Université de Constance, les chercheurs ont observé un effet Magnus étonnamment important dans de petites sphères de verre magnétiques. Ces sphères, mises en rotation par un champ magnétique, se déplaçaient à une vitesse constante à travers un fluide viscoélastique. Contrairement à l’eau, les fluides viscoélastiques, tels que le sang ou les solutions polymères, présentent à la fois des propriétés de fluide et d’élasticité.

La trajectoire (ligne verte) d’une particule en rotation se déplaçant de gauche à droite dans l’eau (en haut) et un fluide viscoélastique (en bas). Dans l’eau, la particule se déplace constamment vers la droite quelle que soit sa direction de rotation. Dans un fluide viscoélastique, la force de Magnus entraîne une déviation par rapport à une trajectoire rectiligne. Crédit : Niklas Windbacher, groupe de recherche Bechinger.

Le rôle du délai

Le Dr Debankur Das et le professeur Matthias Krüger de l’Université de Göttingen ont développé un modèle mettant en évidence le rôle du délai dans l’effet Magnus microscopique. Le fluide viscoélastique entourant la sphère en rotation ne réagit pas immédiatement, ce qui provoque une distorsion.

La distorsion dans le fluide viscoélastique tourne avec la sphère, la faisant dévier de sa trajectoire. Cette combinaison de rotation et de translation est un aspect crucial de l’effet Magnus microscopique. Même lorsque la rotation s’arrête brusquement, contrairement à une balle de sport dans l’air, l’effet Magnus persiste pendant quelques secondes dans de petites sphères immergées dans des fluides viscoélastiques.

Krüger explique que leur modèle a prédit l’effet résiduel, et cette observation à partir de données expérimentales a contribué à élucider le mystère de l’effet Magnus à l’échelle microscopique.


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