צוות פיזיקאים בברצלונה יצר טיפות נוזל דקות פי מאה מאשר מים המחזיקים את עצמם יחד באמצעות חוקים קוונטיים מוזרים.
במאמר שפורסם ב -14 בדצמבר בכתב העת Science, חשפו החוקרים כי טיפות מוזרות אלה הופיעו בעולם המוזר והמיקרוסקופי של סריג לייזר - מבנה אופטי המשמש לתמרון של אובייקטים קוונטיים - במעבדה במכון הספרדי הספרים הספרדי, או המכון למדעי הפוטוניק (ICFO). והם היו נוזלים אמיתיים: חומרים ששומרים על נפחם ללא קשר לטמפרטורה חיצונית ויוצרים טיפות בכמויות קטנות. זה בניגוד לגזים שהתפשטו למלא את המכולות שלהם. אבל הם היו הרבה פחות צפופים מכל נוזל שקיים בנסיבות רגילות, ושמרו על מצב הנוזל שלהם באמצעות תהליך המכונה תנודת קוונטית.
החוקרים קיררו גז אטומי אשלגן שהתקרר למינוס 459.67 מעלות פרנהייט (מינוס 273.15 מעלות צלזיוס), קרוב לאפס מוחלט. באותה טמפרטורה, האטומים יצרו עיבוי של בוס-איינשטיין. זה מצב של עניין שבו האטומים הקרים מתלכדים זה לזה ומתחילים לחפוף פיזית. עיבודים אלה מעניינים מכיוון שהאינטראקציות שלהם נשלטים על ידי חוקים קוונטיים, ולא על ידי האינטראקציות הקלאסיות שיכולות להסביר את התנהגותם של מרבית נזקי החומר הגדולים.
כשחוקרים דחפו שתיים מהעיבודים הללו זה לזה, הם יצרו טיפות, שנקשרו זו לזו למלא נפח מוגדר. אך בניגוד לרוב הנוזלים, המחזיקים את צורות הטיפה שלהם יחד באמצעות האינטראקציות האלקטרומגנטיות בין מולקולות, טיפות אלה החזיקו את צורותיהן בתהליך המכונה "תנודת קוונטית".
תנודתיות קוונטית עולה מעיקרון הוודאות של הייזנברג, הקובע כי חלקיקים הם למעשה הסתברותיים - הם אינם מחזיקים רמת אנרגיה או מקום אחד בחלל, אלא נמרחים על פני כמה רמות אנרגיה ומיקומים אפשריים. החלקיקים ה"מרוחים "האלה מתנהגים קצת כאילו הם קופצים סביב מיקומם ואנרגיותיהם האפשריים, מפעילים לחץ על שכניהם. הוסף את כל הלחצים של כל החלקיקים המשתנים, ותגלה שהם נוטים למשוך זה את זה יותר מכפי שהם דוחים זה את זה. האטרקציה הזו קושרת אותם יחד לטיפות.
טיפות חדשות אלה ייחודיות בכך שתנודת הקוואנטים היא האפקט הדומיננטי המחזיק אותן במצב הנוזלי שלהן. "נוזלים קוונטיים" אחרים כמו הליום נוזלי מדגימים את האפקט הזה, אך כוללים גם כוחות חזקים בהרבה המחברים אותם הרבה יותר חזק זה לזה.
טיפות אשלגן מעובה, לעומת זאת, אינן נשלטות על ידי אותם כוחות אחרים ויש בהן חלקיקים בעלי אינטראקציה חלשה מאוד, ולכן מתפשטות על פני מרחבים רחבים בהרבה - אפילו כשהם מחזיקים בצורות הטיפה שלהם. בהשוואה לטיפות הליום דומות, כותבים המחברים, הנוזל הזה הוא שני סדרי גודל גדולים יותר ושמונה סדרי גודל מדוללים יותר. זה עניין גדול עבור הנסיינים, כותבים החוקרים; טיפות אשלגן עשויות להתברר כנוזל קוונטי מודל בהרבה לניסויים עתידיים מאשר הליום.
טיפות הקוונטים אכן מגבילות את הגבולות. אם יש להם מעט מדי אטומים מעורבים, הם קורסים ומתנדפים לחלל שמסביב.
