Физики зафиксировали распад квантовой жидкости на капли в волноводе

Физики наблюдали, как квантовая жидкость, состоящая из атомов калия-41 и рубидия-87, разделилась на несколько отдельных капель в волноводе. Данное явление ученые объяснили через аналог классической неустойчивости Рэлея — Плато, когда капля достигает критической длины и распадается на фрагменты для минимизации поверхностной энергии. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Квантовая жидкость образуется при охлаждении макроскопического количества вырожденного газа до температур ниже одного кельвина, когда поведение материи описывается законами квантовой физики. В исследовании учеными был замечен процесс разделения жидкости на капли, наблюдавшийся ранее в других системах, таких как смеси натрия-23 и рубидия-87.

Команда, возглавляемая Кьярой Форт из Университета Флоренции, успешно запустила квантовую каплю в волновод и наблюдала её распад под воздействием градиента магнитного поля. Исследователи использовали около 400 тысяч атомов калия и рубидия, помещенных в оптическую ловушку из двух лазеров.

Эксперименты показали, что в начальные 15 миллисекунд воздействия магнитного поля капля расширялась, а затем разделялась на две части, причем количество новых капель увеличивалось с ростом числа атомов калия-41 в ловушке. Ученые предполагают, что причиной такого поведения является капиллярная неустойчивость, аналогичной тем, что наблюдаются в обычных жидкостях.

Дальнейшие исследования будут направлены на изучение когерентных свойств квантовой жидкости и роли капель в процессе формирования сверхтвердой материи из гетероядерных смесей атомов.

]]>