バルセロナの物理学者のチームは、奇妙な量子則を使用して、水より1億倍薄い液滴を作り、それらを一緒に保持しています。
Science誌の12月14日に発表された論文で、研究者はこれらの奇妙な液滴がスペインのInstitut deCiènciesFotòniquesの実験室でレーザー格子の奇妙な微視的な世界-量子オブジェクトを操作するために使用される光学構造-に現れたことを明らかにしました、または光科学研究所（ICFO）。そして、それらは真の液体でした。外気温に関係なくその体積を維持し、少量で液滴を形成する物質です。それは、容器を満たすために広がるガスとは対照的です。しかし、それらは通常の状況下で存在するどの液体よりもはるかに密度が低く、量子ゆらぎと呼ばれるプロセスを通じて液体状態を維持していました。
研究者たちは、絶対零度に近い、華氏マイナス459.67度（マイナス273.15度）に冷却されたカリウム原子のガスを冷却しました。その温度で、原子はボーズ・アインシュタイン凝縮を形成しました。それは、冷たい原子が凝集し、物理的に重なり始める問題の状態です。これらの凝縮体は興味深いものです。なぜなら、それらの相互作用は、最も大きな物質の塊の挙動を説明できる古典的な相互作用ではなく、量子則によって支配されているからです。
研究者がこれらの凝縮物の2つを一緒に押すと、液滴を形成し、互いに結合して定義された体積を満たしました。しかし、分子間の電磁相互作用を通じて液滴の形状を保持するほとんどの液体とは異なり、これらの液滴は「量子ゆらぎ」として知られるプロセスを通じて形状を保持していました。
量子ゆらぎは、粒子は基本的に確率論的であると述べているハイゼンベルクの不確定性原理から現れます。粒子は1つのエネルギーレベルを保持したり空間に配置したりするのではなく、いくつかの可能なエネルギーレベルや場所に点在します。それらの「不鮮明な」粒子は、それらがそれらの可能な場所とエネルギーを飛び越えて移動しているように、隣人に圧力をかけながら少し動作します。流動するすべての粒子のすべての圧力を合計すると、粒子が互いに反発するよりも互いに引き付け合う傾向があることがわかります。その引力はそれらを液滴に結びつけます。
これらの新しい液滴は、量子ゆらぎがそれらを液体状態に保つ主要な効果であるという点で独特です。液体ヘリウムのような他の「量子流体」はその効果を示しますが、それらをより強く結合するはるかに強力な力も伴います。
しかし、カリウム凝縮液滴は他の力に支配されず、粒子の相互作用が非常に弱いため、液滴の形状を保持していても、はるかに広い空間に広がります。著者らは、同様のヘリウム液滴と比較して、この液体は2桁大きく、8桁希釈されていると述べています。これは実験者にとって大きな問題だと研究者たちは書いている。カリウムの液滴は、ヘリウムよりも将来の実験ではるかに優れたモデルの量子液体になる可能性があります。
しかし、量子液滴には限界があります。関与する原子が少なすぎると、崩壊して周囲の空間に蒸発します。
