Физики из Университета Монаша в Австралии теоретически описали новую форму квантовой материи – стабильные капли, которые состоят из двух фундаментально разных классов частиц. Расчёты показывают, что при определённых условиях бозоны и фермионы могут объединяться, образуя самоподдерживающиеся структуры, что ранее считалось маловероятным.
Эти квантовые капли отличаются от обычных жидкостей. Их стабильность объясняется квантовыми законами: сила притяжения, которая стягивает частицы, точно уравновешивается давлением, которое создают фермионы. Этот баланс не даёт капле коллапсировать. Новый теоретический подход позволил смоделировать системы, где частицы сильно взаимодействуют друг с другом, – именно в таких условиях, как предполагается, и проявляются наиболее интересные физические эффекты.
Теория, предложенная австралийскими учёными при участии коллег из Гейдельбергского университета, открывает новые возможности для экспериментов. Исследователи отмечают, что предсказанные капли можно попытаться создать и изучить на существующих установках, работающих с ультрахолодными атомами. Это даёт реальный путь для экспериментальной проверки теоретических выводов.
Работа также указывает на возможность существования в таких системах более сложных и разнообразных квантовых фаз, чем считалось ранее. В частности, учёные обнаружили признаки явлений, которые напоминают фазовый переход между жидкостью и газом. Результаты исследования, опубликованные в журнале Physical Review Letters, могут в будущем лечь в основу новых квантовых технологий, включая сверхточные сенсоры и вычислительные системы.
