Fysikere foreslår en ny teori til at forklare dannelse af en dimensionel kvantevæskedannelse

Væsker er allestedsnærværende i naturen:fra det vand, vi spiser dagligt til superflydende helium, som er en kvantevæske, der forekommer ved temperaturer så lave som kun få grader over det absolutte nul. Et fælles træk ved disse vidt forskellige væsker er at være selvbundet i det frie rum i form af dråber. At forstå fra et mikroskopisk perspektiv, hvordan en væske dannes ved tilsætning af partikler en efter en, er en betydelig udfordring.

For nylig, en ny type kvantedråber er blevet eksperimentelt observeret i ultrakølede atomsystemer. Disse er lavet af alkaliske atomer, der afkøles til ekstremt lave temperaturer af størrelsesorden nanokelvin. Den væsentligste egenskab ved disse systemer er, at de er de mest fortyndede væsker, der nogensinde er eksperimentelt observeret. En ekstraordinær eksperimentel kontrol over systemet åbner muligheden for at opklare mekanismen, der fører til dannelse af kvantedråber.

I en nylig artikel offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve , forskere fra Institute of Cosmos Sciences ved University of Barcelona (ICCUB) Ivan Morera og afdøde prof. Artur Polls ledet af prof. Bruno Juliá-Díaz, i samarbejde med prof. Grigori Astrakharchik fra UPC, præsentere en mikroskopisk teori om kvindedråber i gitter, som forklarer deres dannelse.

Forskergruppen har vist, at dannelsen af ​​kvantedråben kan forklares i form af effektive interaktioner mellem dimerer (bundne tilstande af to partikler). I øvrigt, ved at løse firkroppsproblemet har de vist, at tetramerer (bundne tilstande af fire partikler) kan forekomme, og de kan tolkes som simple bundne tilstande for to dimerer.

Disse tetramers egenskaber falder allerede sammen med dem for store kvantedråber, hvilket indikerer, at mange af egenskaberne ved væsken med mange legemer er indeholdt i tetrameren. De diskuterede også muligheden for at observere disse stærkt korrelerede dråber i dipolære bosoner eller bosoniske blandinger i optiske gitter.