Физики впервые увидели квантовый дождь: очень холодный газ может вести себя как жидкость

Ученые впервые увидели образование капель в чрезвычайно разбавленном квантовом газе, которое было вызвано эффектами поверхностного натяжения, похожими на эффекты в обычной жидкости. Это открытие имеет большое значение для понимания и управления новыми формами материи. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет Interesting Engineering.

Как выяснили физики, поверхностное натяжение может заставить чрезвычайно холодные атомарные газы распадаться на квантовые капли. Это довольно редкое явление, поскольку квантовые газы в миллионы раз менее плотные, чем жидкости, и обычно не имеют поверхностного натяжения, которое необходимо для удержания капель вместе. Образование квантовых капель указывает на то, что при таких низких плотностях происходит что-то очень необычное.

Поверхностное натяжение — тенденция жидкости сжиматься до минимально возможной площади поверхности. Это сила сцепления на поверхности жидкости, которая притягивает ее молекулы вместе, уменьшая площадь поверхности. Это происходит потому, что молекулы на поверхности сильнее притягиваются друг к другу, чем к воздуху над ними.

В результате жидкость образует формы, подобные каплям, чтобы минимизировать площадь поверхности. Это явление отвечает за появление капель росы, мыльных пузырей и капель дождя. В некоторых случаях поверхностное натяжение приводит к капиллярной нестабильности, то есть возмущениям в потоках жидкости, которые в конечном итоге заставляют жидкость распадаться на отдельные капли.

Известной формой капиллярной нестабильности является неустойчивость Плато–Рэлея. Она описывает, как цилиндрический поток жидкости становится нестабильным из-за поверхностного натяжения и распадается на капли. Это можно увидеть в струях воды, которые