Tím fyzikov v Barcelone vytvoril tekuté kvapôčky 100 miliónov krát tenšie ako voda, ktoré sa držia pohromade pomocou zvláštnych kvantových zákonov.
V článku uverejnenom 14. decembra v časopise Science vedci odhalili, že tieto bizarné kvapôčky sa objavili v podivnom, mikroskopickom svete laserovej mriežky - optickej štruktúry používanej na manipuláciu s kvantovými objektmi - v laboratóriu španielskeho inštitútu Ciçncies Fotòniques, alebo Ústav fotonických vied (ICFO). A boli to skutočné kvapaliny: látky, ktoré si zachovávajú svoj objem bez ohľadu na vonkajšiu teplotu a vytvárajú kvapky v malom množstve. To je na rozdiel od plynov, ktoré sa šíria, aby naplnili svoje nádoby. Boli však oveľa menej husté ako akákoľvek tekutina, ktorá existuje za normálnych okolností, a udržiavali svoj tekutý stav procesom známym ako kvantové kolísanie.
Vedci ochladili plynné atómy draslíka ochladené na mínus 459,67 stupňov Fahrenheita (mínus 273,15 stupňov Celzia), takmer na absolútnu nulu. Pri tejto teplote atómy vytvorili kondenzát Bose-Einstein. To je stav hmoty, v ktorej sa studené atómy zhlukujú a začínajú sa fyzicky prekrývať. Tieto kondenzáty sú zaujímavé, pretože ich interakciám dominujú skôr kvantové zákony než klasické interakcie, ktoré môžu vysvetliť správanie väčšiny objemných látok.
Keď vedci stlačili dva z týchto kondenzátov dohromady, vytvorili kvapôčky a spojili sa, aby vyplnili definovaný objem. Ale na rozdiel od väčšiny tekutín, ktoré držia svoje tvary kvapiek pohromade prostredníctvom elektromagnetických interakcií medzi molekulami, tieto kvapôčky držali svoje tvary procesom známym ako „kvantové kolísanie“.
Kvantová fluktuácia vyplýva z Heisenbergovho princípu neurčitosti, ktorý uvádza, že častice sú v zásade pravdepodobnostné - nezachovávajú jednu energetickú hladinu alebo miesto v priestore, ale skôr sa rozotierajú na niekoľkých možných energetických úrovniach a miestach. Tieto „rozmazané“ častice pôsobia trochu akoby preskakovali po svojich možných miestach a energiách a vyvíjali tlak na svojich susedov. Sčítajte všetky tlaky všetkých tokov častíc a zistíte, že majú tendenciu navzájom priťahovať viac, než sa navzájom odpudzujú. Táto príťažlivosť ich spája do kvapiek.
Tieto nové kvapôčky sú jedinečné v tom, že kvantová fluktuácia je dominantným efektom, ktorý ich udržuje v tekutom stave. Iné „kvantové tekutiny“, ako napríklad tekuté hélium, tento účinok demonštrujú, ale zahŕňajú aj oveľa silnejšie sily, ktoré ich pevnejšie spájajú.
Kvapôčkam kondenzátu draselného však nie sú ovládané týmito ostatnými silami a majú veľmi slabo interagujúce častice, a preto sa šíria v oveľa širších priestoroch - dokonca aj keď si udržujú svoj tvar kvapiek. V porovnaní s podobnými kvapkami hélia autori píšu, táto tekutina je o dva rády väčšia a osem rádov zriedenejšia. Vedci píšu, že to je veľa experimentov; kvapky draslíka sa môžu ukázať ako oveľa lepšie modelové kvantové kvapaliny pre budúce experimenty ako hélium.
Kvantové kvapôčky však majú svoje limity. Ak majú príliš málo atómov, zrútia sa a vyparia sa do okolitého priestoru.
