Звичайну краплю води тримає купи поверхневий натяг. Фізики з австралійського Університету Монаша описали краплю, якій нічого подібного не потрібно, адже її цілісність забезпечують самі закони квантової механіки. Йдеться про так звані квантові краплі з суміші двох принципово різних типів частинок — бозонів і ферміонів. Результати теоретичної роботи опубліковано в престижному Physical Review Letters.
Трохи лікнепу для контексту. Усі частинки у Всесвіті поділяються на два табори. Бозони — «компанійські» частинки, які охоче збиваються в один квантовий стан (так працює, наприклад, лазер). Ферміони — навпаки, «індивідуалісти»: принцип заборони Паулі не дозволяє двом однаковим ферміонам займати той самий стан, і саме ця незговірливість не дає атомам речовини провалюватися один в одного. Змусити обидва табори утворити спільну стабільну структуру — завдання, над яким теоретики билися десятиліттями.
Австралійці показали, як це можливо. Притягання між бозонами й ферміонами стискає суміш, але тиск ферміонів, породжений їхньою квантовою «нетерпимістю» до тісноти, працює у протилежний бік. За правильного балансу система не колапсує й не розлітається, а застигає в стабільній краплі, яку тримає чиста квантова механіка. Головна цінність роботи навіть не в самій краплі, а в тому, що вона розв’язує давню теоретичну проблему опису сильно взаємодійних бозе-фермі систем — саме в режимі сильних взаємодій ховаються найекзотичніші фізичні явища.
Поки що це передбачення на папері, але цілком перевірне. Подібні краплі можна створити в експериментах з ультрахолодними атомами, охолодженими до мільярдних часток градуса над абсолютним нулем, — такі установки вже давно існують у десятках лабораторій світу. Якщо передбачення підтвердиться, нова форма матерії може знадобитися й практично — від надчутливих квантових сенсорів до елементів квантових комп’ютерів.
