Учёные из Италии сделали важное открытие в области квантовой механики, наблюдая явление, которое ранее считалось исключительно классическим. Исследователи зафиксировали, как ультраразрежённый квантовый газ демонстрирует эффект, схожий на разрыв струи воды на капли, известный как капиллярная нестабильность. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Об этом сообщает ProIT
Что такое капиллярная нестабильность?
Капиллярная нестабильность, также известная как нестабильность Плато–Релея, объясняет, почему тонкая струя воды распадается на капли или почему формируются мыльные пузыри. Это явление возникает в результате поверхностного натяжения, которое заставляет жидкость уменьшать площадь своей поверхности. До сих пор такие явления считались присущими только классической физике.
Квантовые эксперименты в лаборатории
Исследователи из Лаборатории квантовых смесей Национального института оптики в Италии доказали, что аналогичные процессы могут происходить на квантовом уровне. Когда атомы охлаждаются до сверхнизких температур, они теряют свою индивидуальность и ведут себя как единое квантовое целое, что позволяет формировать так называемые квантовые капли — стабильные кластеры атомов, удерживаемые квантовыми эффектами.
В новом эксперименте учёные использовали смесь ультрахолодных атомов калия и рубидия. Благодаря оптическому волноводу им удалось сформировать узкую квантовую каплю, которая затем вытягивалась в тонкую нить. Когда эта нить достигала критической длины, она распадалась на меньшие капли, подобно тому, как это происходит с водой.
«Мы впервые зафиксировали, как квантовая капля распадается в результате капиллярной нестабильности. Такое поведение в системах атомных газов ещё не наблюдалось», — объяснили авторы исследования.
Это открытие не только подтверждает параллели между классическим и квантовым мирами, но и открывает новые возможности для создания упорядоченных массивов квантовых капель. В будущем такие структуры могут найти применение в области квантовых технологий, в частности в квантовых компьютерах и новейших сенсорах.