Kuantum yağmuru ilk kez gözlemlendi
Science Alert’te yer alan habere nazaran; Potasyum-41 ve rubidyum-87 izotoplarından oluşan ultra soğuk bir atom gazında yapılan deneylerde, bu atomların tıpkı yağmur damlaları üzere küçük damlacıklara ayrıldığı görüldü. Bu müşahede, klasik sıvı dinamiğiyle kuantum gazlarının davranışları ortasında köprü kuruyor.
Araştırmanın başyazarı, İtalya Ulusal Optik Enstitüsü’nden ağır husus fizikçisi Luca Cavicchioli, “Bu sıra dışı sıvı fazı daha âlâ anlamamızı sağladığı üzere, gelecekte kuantum teknolojilerinde kullanılabilecek kuantum damlacık dizileri üretmenin de yolunu açıyor” dedi.
Klasik sıvılarda damlaların parçalanması ya da birleşmesi, yüzey tansiyonu ve Plateau–Rayleigh kararsızlığı üzere fizikî maddelerle açıklanır. Bu yasalar, su damlalarının cam yüzeyinde kayarken neden bazen birleştiğini, bazen ise küçük modüllere ayrıldığını açıklar.
Ancak kuantum gazlarında işler farklı işler. Atomlar, klasik parçacık kimliğini kaybeder ve mümkünlük bulutları hâlinde davranır. Buna karşın, atom gazı içinde tekrar de “gerilimler” oluşabilir. Bu tansiyonlardan biri, Lee-Huang-Yang düzeltmesi olarak bilinen ve atomlar ortasında itici kuvvetler yaratan kuantum seviyesindeki bir tesirdir.
Araştırmacılar, bu tesirlerin, atomik gazların kısa müddetliğine küçük kuantum damlacıklarına bölünmesine neden olduğunu belirtiyor. Daha evvel gözlemlenen kuantum damlacıkları çok kısa ömürlü olduğu için ayrıntılı incelenmeleri epey zordu.
Bu son deneyde ise damlacıklar milisaniyeler boyunca stabil kaldı. Deney sırasında atomik karışım bir “dalga kılavuzu”na bırakıldı. Bu dar kanal, karışımın dalga gibisi tabiatını sonlandırdı ve birden fazla damlacığın oluşmasına yol açtı—adeta kuantum dünyasında yağan bir yağmur üzere.
Bu damlacıkların hali ve uzunluğu, atom sayılarındaki değişimlere nazaran farklılık gösterdi. Enteresan olan, bu davranışların daha evvel teorik olarak öngörülmüş olmasıydı. Böylelikle deneysel bilgiler, kuantum fiziğinde daha geniş uygulamaların kapısını aralayabilir.
Floransa Üniversitesi’nden fizikçi Chiara Fort, “Klasik sıvılarda sıkça gözlenen Plateau-Rayleigh kararsızlığı, süperakışkan helyumda da gözlenmişti ancak atomik gazlarda bu fenomen birinci defa doğrulandı” açıklamasında bulundu.
