
Макроскопическое квантовое состояние, в котором частицы образуют когерентный самосвязанный объект без поверхности.Квантовая капля — это самосвязанное, жидкообразное состояние вещества, образованное разреженным газом сверххолодных атомов, удерживаемое квантовыми флуктуациями, а не поверхностным натяжением или внешним удержанием. В отличие от обычной жидкой капли, которая существует благодаря межмолекулярным силам, квантовая капля возникает из-за тонкого баланса между притягивающими среднеполевыми взаимодействиями и отталкивающими квантовыми поправками. Такие капли содержат от тысяч до миллионов атомов и ведут себя как единый когерентный квантовый объект, но при этом они макроскопического размера — видны под микроскопом.
Квантовые капли были впервые предсказаны теоретически в 1970-х годах для гелия, но для сверххолодных атомных газов они были предложены в 2014 году Дмитрием Петровым и соавторами. Впервые экспериментально они были наблюдены в 2016 году в дипольных газах диспрозия и эрбия, а затем в смесях бозонных атомов.
В конденсате Бозе-Эйнштейна атомы можно заставить притягиваться друг к другу с помощью магнитной или оптической настройки (резонанс Фешбаха). Если притяжение слишком сильное, газ коллапсирует; если слишком слабое — расширяется. Квантовые капли возникают, когда притягивающая среднеполевая энергия почти точно компенсируется отталкивающей энергией квантовых флуктуаций (поправка Ли-Хуанга-Янга). Этот баланс создаёт стабильное самосвязанное состояние с фиксированной плотностью, не зависящей от числа атомов. Поверхность капли — не резкая граница, а плавный переход, и она может существовать без внешней ловушки.
Квантовые капли изучаются как платформа для квантового моделирования, особенно для исследования сверхтвёрдых фаз и для создания атомтронных цепей, где когерентные волны вещества текут без диссипации.
Квантовые капли могут быть настолько разреженными, что их плотность примерно в миллиард раз ниже плотности воздуха, и при этом они остаются самосвязанными в свободном пространстве без какого-либо контейнера.



