바르셀로나의 물리학 자 팀은 이상한 양자 법칙을 사용하여 서로를 붙잡고있는 물보다 1 억 배 더 얇은 액체 방울을 만들었습니다.
사이언스 (Science) 저널에 12 월 14 일자로 발간 된 논문에서, 연구원들은이 기괴한 물방울들이 레이저 격자의 이상한 미세한 세계 (양자 물체를 조작하는데 사용되는 광학 구조)에서 스페인 연구소, 또는 ICFO (Institute of Photonic Sciences). 그리고 그들은 진정한 액체였습니다. 외부 온도에 관계없이 부피를 유지하고 소량으로 물방울을 형성하는 물질입니다. 그것은 용기를 채우기 위해 퍼지는 가스와 반대입니다. 그러나 그들은 정상적인 상황에서 존재하는 액체보다 밀도가 훨씬 낮았으며 양자 변동으로 알려진 과정을 통해 액체 상태를 유지했습니다.
연구원들은 절대 영도에 가까운 화씨 영하 459.67도 (섭씨 273.15도)로 냉각 된 칼륨 원자의 가스를 냉각시켰다. 그 온도에서, 원자는 보스-아인슈타인 축합 물을 형성했다. 그것은 차가운 원자들이 서로 모여 물리적으로 겹치기 시작하는 물질의 상태입니다. 이들 응축 물은 그들의 상호 작용이 대부분의 대량 물질의 거동을 설명 할 수있는 고전적인 상호 작용보다는 양자 법에 의해 지배되기 때문에 흥미 롭습니다.
연구자들이이 응축수 두 개를 함께 밀었을 때, 물방울이 형성되어 일정한 양을 채울 수있게되었습니다. 그러나 분자들 간의 전자 기적 상호 작용을 통해 물방울 모양을 함께 유지하는 대부분의 액체와는 달리,이 물방울들은 "양자 변동 (quantum fluctuation)"이라는 프로세스를 통해 모양을 유지합니다.
양자 변동은 Heisenberg의 불확실성 원리에서 나옵니다. 입자는 기본적으로 확률 론적입니다. 입자는 하나의 에너지 레벨이나 공간을 유지하지 않고 여러 가능한 에너지 레벨과 위치에 번져 있습니다. 그 "번지는"입자는 가능한 위치와 에너지를 가로 질러 뛰어 다니면서 이웃에 압력을 가하는 것처럼 약간 작용합니다. 모든 입자 플럭스의 모든 압력을 합하면 서로 반발하는 것보다 서로를 끌어 당기는 경향이 있습니다. 그 매력은 그것들을 물방울로 묶습니다.
이 새로운 방울들은 양자 변동이 액체 상태에서 그것들을 유지하는 주된 효과라는 점에서 독특합니다. 액체 헬륨과 같은 다른 "양자 유체"는 그 효과를 보여 주지만, 훨씬 더 밀접하게 결합하는 훨씬 더 강력한 힘을 포함합니다.
그러나, 칼륨 응축액 방울은 다른 힘에 의해 지배되지 않으며 상호 작용이 매우 약한 입자를 가지므로 물방울 모양을 유지하더라도 훨씬 넓은 공간에 퍼집니다. 저자들은 비슷한 헬륨 방울과 비교할 때이 액체는 2 배 더 크고 8 배 더 희석된다고 저자들은 말한다. 연구자들은 이것이 실험자에게는 큰 문제라고 지적했다. 칼륨 방울은 헬륨보다 미래 실험을 위해 훨씬 더 좋은 양자 액체 모델로 판명 될 수 있습니다.
양자 방울에는 한계가 있습니다. 관련된 원자가 너무 적 으면 주변 공간으로 증발하면서 붕괴됩니다.
