Вчені з Італії вперше спостерігали явище, яке раніше вважалось виключно класичним, у середовищі, що підпорядковується законам квантової механіки. Ультрарозріджений квантовий газ продемонстрував ефект, аналогічний розриву струменя води на краплі — так звану капілярну нестабільність. Результати дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише T4.
Капілярна нестабільність, також відома як нестабільність Плато–Релея, є причиною того, чому тонкий струмінь води розпадається на окремі краплі або чому формуються мильні бульбашки. Це явище виникає через поверхневий натяг — прагнення рідини зменшити площу своєї поверхні. До цього моменту такі ефекти вважалися виключно проявами класичної фізики.
Проте дослідники з Лабораторії квантових сумішей Національного інституту оптики (Італія) довели, що схожі процеси можуть відбуватися і на квантовому рівні. В умовах наднизьких температур атоми втрачають індивідуальні властивості й поводяться як єдине квантове ціле. Це дозволяє створювати так звані квантові краплі — стабільні кластери атомів, утримувані не силою тяжіння, а чистими квантовими ефектами.
У новому експерименті вчені використали суміш ультрахолодних атомів калію і рубідію. За допомогою оптичного хвилеводу вони сформували вузьку квантову краплю. Згодом ця крапля витягувалась у тонку нитку, яка при досягненні критичної довжини розпадалась на окремі менші краплі — майже так само, як це відбувається зі звичайною водою в макросвіті.
«Ми вперше зафіксували, як квантова крапля розпадається внаслідок капілярної нестабільності. Таке поведінка в системах атомних газів ще не спостерігалося», — пояснили автори дослідження.
Це відкриття не лише демонструє паралелі між класичним і квантовим світом, а й відкриває перспективи для створення впорядкованих масивів квантових крапель. У майбутньому такі структури можуть знайти застосування в галузі квантових технологій, зокрема у квантових комп’ютерах або сенсорах нового покоління.
Підписуйся на наш Telegram-канал