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Cuando se deja caer una piedra en el agua, al hundirse se crea una cámara de aire por encima de la misma al principio de su descenso. La presión del agua que la rodea hace que esta cámara se comprima en una forma parecida a un reloj de arena y finalmente el aire sale despedido provocando un chorro de agua final que en ocasiones puede alcanzar alturas que superan la altura inicial de la piedra.

Los científicos para estudiar lo que pasaba cuando un objeto sólido caía al agua prepararon un dispositivo que consistía en un disco de 2 cm de radio sujeto a un dispositivo que tiraba de él hacia abajo a una velocidad constante de un metro por segundo. Llenaron el tanque donde se encontraba el agua con humo, para poder visualizar mejor el fenómeno, y luego usaron un láser que iluminaba la escena y una cámara de alta velocidad para grabar el experimento. Lo que se está viendo son tres momentos de la bajada del disco a través del agua. En la primera foto se crea un cavidad simétrica respecto a la dirección de bajada que se llena con el humo. En la segunda foto, puede ver como la presión del agua hace que esa cavidad tome una forma parecida a un reloj de arena. Finalmente, en la tercera foto, la cavidad colapsa y el humo es expulsado hacia arriba.

La foto es una composición entre los datos que se obtuvieron con el láser y las fotografías realizadas con la cámara. El color naranja corresponde a los datos obtenidos con el láser. Lo importante de estas fotos es que la forma que adquiere la cavidad se asemeja a una tobera de Laval.

Con una tobera de este tipo se pueden acelerar los gases que pasen por ella y, en este caso, la presión del agua sobre la cavidad provoca esta forma y un efecto parecido. Así que los investigadores se dedicaron a hacer modelos matemáticos que les permitieran obtener los resultados que habían visualizado mediante el experimento.

En la gráfica principal puede ver una línea roja, que representa la velocidad a la que sale el aire de la cavidad. En azul puede ver la presión ejercida sobre la cavidad. En esta gráfica se ve cómo con una presión solo un 2% superior a la ambiental, el chorro puede salir a más de 300 metros por segundo, llegando incluso a velocidades supersónicas. En la gráfica pequeña puede ver la comparativa entre los resultados experimentales (rombos negros) y el modelo matemático que realizaron los científicos.