Egy fizikusok csapata barcelonában 100 millió alkalommal vékonyabb folyadékcseppet hozott létre, mint a víz, amelyek furcsa kvantumtörvényekkel tartják egymást.
A Science folyóiratban december 14-én közzétett cikkben a kutatók kiderítették, hogy ezek a bizarr cseppek a lézerrács furcsa, mikroszkopikus világában - a kvantumobjektumok manipulálására használt optikai struktúrában - jöttek létre a Ciències Fotòniques spanyol intézet laboratóriumában, vagy Fotontudományi Intézet (ICFO). És valódi folyadékok voltak: olyan anyagok, amelyek a külső hőmérséklettől függetlenül fenntartják térfogatát és csekély mennyiségű cseppet képeznek. Ez ellentétben a gázokkal, amelyek terjednek, hogy megtöltsék tartályaikat. De sokkal kevésbé voltak sűrűek, mint bármely normál körülmények között létező folyadék, és folyadékállapotukat kvantumingadozásnak nevezett folyamat révén tartották fenn.
A kutatók mínusz 459,67 Fahrenheit-fokra (mínusz 273,15 Celsius fok) hűtött kálium-atomok gázát, az abszolút nullához közel álltak. Ezen az hőmérsékleten az atomok Bose-Einstein kondenzátumot képeztek. Ebben a helyzetben a hideg atomok összerakódnak, és fizikailag átfedik egymást. Ezek a kondenzátumok azért érdekesek, mert kölcsönhatásukban a kvantumtörvények dominálnak, nem pedig a klasszikus kölcsönhatások, amelyek megmagyarázzák a legtöbb nagy anyagtömeg viselkedését.
Amikor a kutatók e kondenzátumok közül kettőt egymáshoz toltak, cseppek képződtek, amelyek összekapcsolódtak és meghatározott térfogatot töltöttek ki. A legtöbb folyadékkal ellentétben, amelyek a molekulák közötti elektromágneses kölcsönhatások révén együtt tartják csepp alakjukat, ezek a cseppek alakjukat "kvantumingadozásnak" nevezett folyamat révén tartják fenn.
A kvantumingadozás Heisenberg bizonytalansági elvéből fakad, mely szerint a részecskék alapvetően valószínűségek - nem tartanak egyetlen energiaszintet vagy helyet a térben, hanem több lehetséges energiaszintet és helyet átitatnak. Ezek a "elkenődött" részecskék kissé úgy viselkednek, mintha ugrálnának a lehetséges helyükön és energiákon, és nyomást gyakorolnak szomszédaikra. Összeadja az összes változó részecske összes nyomását, és rájössz, hogy hajlamosabbak vonzani egymást, mint hátráltatni egymást. Ez a vonzerő cseppekké köti őket.
Ezek az új cseppek egyediek abban a tekintetben, hogy a kvantumingadozás a domináns hatás, amely folyékony állapotban tartja őket. Más "kvantumfolyadékok", például a folyékony hélium igazolják ezt a hatást, de sokkal erősebb erőket is bevonnak, amelyek sokkal szorosabban kötik őket egymáshoz.
A kálium-kondenzátum cseppek azonban nem dominálnak ezekben a többi erőkben, és nagyon gyengén kölcsönhatásban lévő részecskékkel rendelkeznek, és ezért sokkal tágabb terekben oszlanak el - még akkor is, ha megtartják cseppek alakjukat. A szerzők írják, hogy hasonló héliumcseppekkel összehasonlítva ez a folyadék két nagyságrenddel nagyobb, és nyolc nagyságrenddel nagyobb. A kutatók írják, hogy ez nagy dolog a kísérletezők számára; A káliumcseppek sokkal jobb kvantumfolyadékokká válhatnak a jövőbeni kísérletekhez, mint a hélium.
A kvantumcseppeknek azonban megvannak a korlátai. Ha túl kevés atom vesz részt, összeomlanak, és elpárolognak a környező térben.
