La poussière plasma trie les particules comme des escalators de hauteurs différentes
Dans une enceinte remplie de gaz raréfié, on allume une décharge électrique. De minuscules billes y flottent : certaines ont un rayon de 8 micromètres, d'autres de 14. Les billes se chargent et se repoussent mutuellement. Elles lévitent à des hauteurs différentes : les plus légères en haut, les plus lourdes en bas. C'est comme des escalators dans un centre commercial qui iraient dans des directions différentes selon la taille des gens.
Le canal dans lequel circulent les billes est dentelé. Les dents créent un relief électrique irrégulier. Si une bille lévite haut, elle roule d'un côté ; si elle est basse, elle roule de l'autre. Ce mécanisme est appelé effet cliquet : il transforme des chocs aléatoires en mouvement dirigé.
En modifiant la puissance de la décharge et la pression du gaz, les scientifiques ont contrôlé la hauteur de lévitation des particules. À une puissance de 25 watts, les petites particules se déplaçaient dans un sens et les grosses dans l'autre. À 30 watts, les deux groupes allaient dans la même direction, mais les petites trois fois plus vite. Ainsi, on peut trier des microparticules plus rapidement que dans un liquide, où elles s'enlisent à cause du frottement.
La vitesse du flux de particules de poussière dans cette expérience atteignait 1 cm/s, ce qui est comparable à la vitesse d'un escargot.
L'idée de séparer des particules à l'aide d'un potentiel asymétrique rappelle le démon de Maxwell, qui trie les molécules selon leur vitesse, mais ici tout fonctionne sans violer le deuxième principe de la thermodynamique.