Satu pasukan ahli fizik di Barcelona telah membuat titisan cecair 100 juta kali lebih kurus dari air yang menahan diri bersama-sama dengan menggunakan undang-undang kuantum yang aneh.
Dalam makalah yang disiarkan pada 14 Disember di jurnal Science, para penyelidik mendedahkan bahawa titisan aneh ini muncul di dunia mikroskopis dari kisi laser - struktur optik yang digunakan untuk memanipulasi objek kuantum - dalam makmal di Institut de Ciències Fotòniques, atau Institut Sains Fotonik (ICFO). Dan mereka adalah cecair yang benar: bahan yang mengekalkan kelantangan mereka tanpa mengira suhu luaran dan bentuk titisan dalam kuantiti yang kecil. Itu bertentangan dengan gas, yang tersebar untuk mengisi bekas mereka. Tetapi mereka jauh kurang padat daripada apa-apa cecair yang wujud di bawah keadaan biasa, dan mengekalkan keadaan cecair mereka melalui proses yang dikenali sebagai fluktuasi kuantum.
Penyelidik menyejukkan gas atom kalium yang disejukkan ke tolak 459.67 darjah Fahrenheit (tolak 273.15 darjah Celsius), dekat dengan sifar mutlak. Pada suhu itu, atom membentuk kondensat Bose-Einstein. Itulah keadaan di mana atom sejuk bergumpal bersama dan mula bertindih secara fizikal. Kondensat ini menarik kerana interaksi mereka dikuasai oleh undang-undang kuantum, dan bukannya interaksi klasik yang dapat menjelaskan kelakuan yang paling besar dari materi.
Apabila penyelidik menolak dua kondensat ini bersama-sama, mereka membentuk tetesan, mengikat bersama-sama untuk mengisi jumlah yang ditetapkan. Tetapi tidak seperti kebanyakan cecair, yang memegang titisan mereka bersama-sama melalui interaksi elektromagnet antara molekul, titisan-titisan ini memegang bentuknya melalui proses yang dikenali sebagai "fluktuasi kuantum."
Turun naik kuantum muncul dari prinsip ketidakpastian Heisenberg, yang menyatakan bahawa zarah pada dasarnya adalah probabilistik - mereka tidak memegang satu tahap tenaga atau tempat di angkasa, tetapi sebaliknya dicampakkan ke beberapa tahap dan lokasi tenaga yang mungkin. Zarah-zarah "berlumur" bertindak agak seperti mereka melompat di sekitar lokasi dan tenaga mereka yang mungkin, memberi tekanan kepada jiran mereka. Tambahkan semua tekanan semua zarah mengalir, dan anda akan mendapati bahawa mereka cenderung untuk menarik satu sama lain lebih daripada mereka menolak satu sama lain. Daya tarikan itu mengikat mereka bersama-sama menjadi titisan.
Titisan baru ini unik dalam turun naik kuantum adalah kesan dominan memegang mereka dalam keadaan cair mereka. "Cecair kuantum" lain seperti helium cair menunjukkan kesan itu, tetapi juga melibatkan lebih banyak kuasa yang kuat yang mengikat mereka lebih rapat bersama.
Walau bagaimanapun titisan kondensat tidak dikuasai oleh daya-daya lain dan mempunyai zarah-zarah yang sangat berinteraksi, dan oleh itu menyebarkan diri mereka di ruang yang lebih luas - walaupun mereka memegang bentuk titisan mereka. Berbanding dengan titisan helium yang sama, penulis menulis, cecair ini adalah dua pesanan magnitud yang lebih besar dan lapan pesanan magnitud yang lebih cair. Itulah masalah besar bagi peneliti, tulis para penyelidik; titisan kalium mungkin berubah menjadi cecair kuantum model yang jauh lebih baik untuk eksperimen masa depan daripada helium.
Titisan kuantum memang ada batasnya. Jika mereka mempunyai terlalu sedikit atom yang terlibat, mereka runtuh, menguap ke ruang sekitar.
