Sebuah tim fisikawan di Barcelona telah menciptakan tetesan cairan 100 juta kali lebih tipis dari air yang menyatukan diri menggunakan hukum kuantum yang aneh.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan 14 Desember dalam jurnal Science, para peneliti mengungkapkan bahwa tetesan aneh ini muncul di dunia mikroskopis yang aneh dari kisi laser - sebuah struktur optik yang digunakan untuk memanipulasi objek kuantum - di sebuah laboratorium di Institut Teknologi Spanyol Cincncies Fotatika, atau Institute of Photonic Sciences (ICFO). Dan mereka adalah cairan yang benar: zat yang mempertahankan volumenya terlepas dari suhu eksternal dan membentuk tetesan dalam jumlah kecil. Itu berlawanan dengan gas, yang menyebar untuk mengisi wadah mereka. Tetapi mereka jauh lebih padat daripada cairan apa pun yang ada dalam keadaan normal, dan mempertahankan keadaan cair mereka melalui proses yang dikenal sebagai fluktuasi kuantum.
Para peneliti mendinginkan gas atom kalium yang didinginkan hingga minus 459,67 derajat Fahrenheit (minus 273,15 derajat Celcius), mendekati nol absolut. Pada suhu itu, atom-atom membentuk kondensat Bose-Einstein. Itu adalah keadaan materi di mana atom-atom dingin berkumpul bersama dan mulai tumpang tindih secara fisik. Kondensat ini menarik karena interaksinya didominasi oleh hukum kuantum, bukan interaksi klasik yang dapat menjelaskan perilaku sebagian besar bulatan materi.
Ketika para peneliti mendorong dua kondensat ini bersama-sama, mereka membentuk tetesan, mengikat bersama untuk mengisi volume yang ditentukan. Tetapi tidak seperti kebanyakan cairan, yang menyatukan bentuk tetesannya melalui interaksi elektromagnetik antar molekul, tetesan ini menahan bentuknya melalui proses yang dikenal sebagai "fluktuasi kuantum."
Fluktuasi kuantum muncul dari prinsip ketidakpastian Heisenberg, yang menyatakan bahwa partikel pada dasarnya probabilistik - mereka tidak menyimpan satu tingkat energi atau tempat di ruang angkasa, melainkan dioleskan di beberapa tingkat energi dan lokasi yang memungkinkan. Partikel-partikel "berlumuran" ini bertindak sedikit seperti mereka melompati lokasi dan energi yang mungkin mereka miliki, memberikan tekanan pada tetangga mereka. Tambahkan semua tekanan dari semua partikel yang mengalami fluks, dan Anda akan menemukan bahwa mereka cenderung menarik satu sama lain lebih banyak daripada saling tolak. Daya tarik itu mengikat mereka bersama menjadi tetesan.
Tetesan baru ini unik karena fluktuasi kuantum adalah efek dominan yang menahannya dalam keadaan cair. "Cairan kuantum" lainnya seperti helium cair menunjukkan efek itu, tetapi juga melibatkan kekuatan yang jauh lebih kuat yang mengikatnya lebih rapat.
Namun, tetesan kondensasi kalium tidak didominasi oleh kekuatan-kekuatan lain dan memiliki partikel-partikel yang berinteraksi sangat lemah, dan karenanya menyebarkan diri mereka di ruang yang lebih luas - bahkan ketika mereka memegang bentuk tetesan mereka. Dibandingkan dengan tetesan helium yang serupa, para penulis menulis, cairan ini adalah dua orde yang lebih besar dan delapan orde yang besarnya lebih encer. Itu masalah besar bagi para peneliti, tulis para peneliti; tetesan kalium mungkin berubah menjadi cairan kuantum model yang jauh lebih baik untuk percobaan di masa depan daripada helium.
Tetesan kuantum memang memiliki batasnya. Jika mereka memiliki terlalu sedikit atom yang terlibat, mereka runtuh, menguap ke ruang sekitarnya.
