Tymi cząstkami są bozony i fermiony, o czym członkowie zespołu badawczego piszą na łamach Physical Review Letters. Jeśli zaś chodzi o krople kwantowe, to nie przypominają one zwykłych kropli cieczy, choć ich zachowanie może kojarzyć się z wodą czy innymi substancjami występującymi w świecie makroskopowym. Ich stabilność wynika z praw mechaniki kwantowej, które pozwalają cząstkom organizować się w niezwykły sposób. Zespół badawczy wykazał, iż w odpowiednich warunkach przyciąganie między bozonami i fermionami może zostać zrównoważone przez ciśnienie wywierane przez fermiony. Dzięki temu układ nie zapada się pod wpływem własnych oddziaływań, lecz tworzy stabilną strukturę.
Czytaj też: Niewidzialny strażnik sieci. Chiny stawiają na kwantową ochronę infrastruktury energetycznej
Jak podkreślają autorzy, przewidywanie takiego zachowania stanowi rozwiązanie jednego z długo nierozwiązanych problemów teoretycznych dotyczących silnie oddziałujących mieszanin Bosego i Fermiego. Dotychczasowe modele pozwalały przede wszystkim opisywać układy, w których oddziaływania między cząstkami były stosunkowo słabe. Nowe podejście umożliwia analizowanie znacznie silniejszych interakcji, czyli obszaru, w którym mogą pojawiać się najbardziej nietypowe zjawiska fizyczne.
Jak twierdzi Sam Foster, który zarządzał badaniami, układy kwantowe mogą zachowywać się w sposób, który wydaje się niemożliwy w naszym codziennym świecie. W związku z tym przeprowadzone eksperymentu pokazują, że dwa bardzo różne rodzaje cząstek mogą osiągnąć równowagę pozwalającą na powstanie stabilnej struktury, która niejako utrzymuje się sama.
Na szczególną uwagę zasługuje to, iż przewidziane przez naukowców krople kwantowe mogą być dostępne dla współczesnych eksperymentów z ultrazimnymi atomami. Oznacza to, że teoria może w przyszłości doczekać się doświadczalnej weryfikacji. Jeśli eksperymenty potwierdzą przewidywania zespołu, naukowcy zyskają dostęp do zupełnie nowego środowiska do badania zachowania materii w ekstremalnych warunkach kwantowych.
Czytaj też: Bez splątania nie da się rozwiązać kwantowej wersji tej zagadki. Ma prawie 250 lat
Badacze zaobserwowali również oznaki zachowania przypominającego przejście między cieczą a gazem. Sugeruje to, jakoby układ mógł kryć znacznie bogatszy zestaw faz kwantowych, niż wcześniej zakładali fizycy. Co to oznacza? Że wyciągnięte wnioski mogą stanowić punkt wyjścia do badań nad szerszą klasą nieznanych dotąd stanów materii. Idąc dalej, lepsze zrozumienie sposobu, w jaki materia organizuje się w ekstremalnych warunkach kwantowych, powinno pomóc w opracowywaniu nowych metod kontrolowania układów kwantowych. Tego rodzaju wiedza jest istotna dla rozwoju technologii wykorzystujących zjawiska kwantowe, w tym niezwykle precyzyjnych czujników czy przyszłych komputerów kwantowych.
Źródło: Physical Review Letters
