Жидкость, свойства которой определяются квантово-механическими эффектами.Квантовая жидкость — это состояние вещества, в котором квантово-механические эффекты доминируют над его макроскопическими свойствами, часто приводя к таким явлениям, как сверхтекучесть, сверхпроводимость или квантовые спиновые жидкости. В отличие от классических жидкостей, в таких системах наблюдается дальний квантовый порядок, то есть частицы ведут себя коллективно как единый квантовый объект. Примеры включают сверхтекучий гелий-4, где атомы текут без вязкости, и электронную жидкость в сверхпроводнике, которая проводит электричество без сопротивления.
Концепция восходит к 1930-м годам, когда Пётр Капица и другие открыли сверхтекучесть гелия-4, а позже, в 1957 году, Бардин, Купер и Шриффер расширили её на сверхпроводимость.
В квантовой жидкости частицы описываются единой макроскопической волновой функцией. Для бозонов, таких как атомы гелия-4, охлаждение ниже критической температуры приводит к их конденсации в одно и то же квантовое состояние, образуя сверхтекучую жидкость. Для фермионов, таких как электроны, объединение в куперовские пары позволяет им вести себя как бозоны и конденсироваться, что приводит к сверхпроводимости. Свойства квантовой жидкости возникают из взаимодействия статистики частиц, взаимодействий и квантовых флуктуаций.
Квантовые жидкости используются в таких технологиях, как сверхпроводящие магниты для МРТ-аппаратов и ускорителей частиц, а также в квантовых вычислениях как основа для кубитов.
В квантовой спиновой жидкости магнитные моменты остаются неупорядоченными даже при абсолютном нуле, никогда не замерзая в упорядоченную структуру — это состояние, которое ищут десятилетиями и которое может позволить создать топологический квантовый компьютер.
