摘要：通过将钾和铷原子的混合物冷却到接近绝对零度，研究人员创造了微小的自结合液滴，尽管它们仍处于气相，但它们的行为像液体一样。当被拉伸时，这些量子液滴会分裂成更小的液滴，模仿水流如何分裂成液滴。

在一项开创性的实验中，物理学家首次在量子气体中观察到一种经典的液体现象 —— 毛细不稳定性。

通过将钾和铷原子的混合物冷却到接近绝对零度，研究人员创造了微小的自结合液滴，尽管它们仍处于气相，但它们的行为像液体一样。当被拉伸时，这些量子液滴会分裂成更小的液滴，模仿水流如何分裂成液滴。

观察到量子液滴和毛细不稳定性

在国家光学研究所（CNR- ino）的量子混合实验室，来自CNR、佛罗伦萨大学和欧洲非线性光谱学实验室（LENS）的研究人员在一种不寻常的介质中观察到一种众所周知的流体现象 —— 毛细管不稳定性：一种超稀量子气体。

这一发现为物质在极端条件下的行为提供了新的见解，并可能导致操纵量子流体的新方法。这项研究发表在《物理评论快报》上，博洛尼亚大学、帕多瓦大学和巴斯克大学（UPV/EHU）的科学家们也做出了贡献。

毛细管不稳定性背后的物理学

在经典物理学中，表面张力是由液体分子之间的内聚力引起的，它使液体的表面积最小化。这种效应是雨滴和肥皂泡形成等日常现象的原因。表面张力也会导致毛细血管不稳定（也被称为普拉托-瑞利不稳定性），在这种情况下，稀薄的液体流会破裂成液滴。了解这一过程在从工业设计到生物医学和纳米技术等领域都很重要。

超冷气体和类液体行为

当原子气体被冷却到接近绝对零度的温度时，它们开始按照量子力学的规则行事。在某些条件下，这些超冷气体可以表现得像液体一样，尽管它们在技术上仍处于气相。近年来，科学家们已经学会了如何精确地调整原子之间的相互作用，以产生自我束缚的液体状液滴。这些由量子效应稳定的液滴，与经典液滴有几个共同的特性。

量子细丝中的破裂动力学

通过成像和光学操作技术，由Alessia Burchianti （Cnr-Ino研究员）领导的实验小组研究了由钾原子和铷原子的超冷混合物产生的单个量子液滴的动态演化。在光波导中释放的液滴会拉长形成细丝，超过临界长度后，细丝会分解成更小的液滴。子液滴的数量与断裂时的细丝长度成正比。

经典现象，量子前沿

“通过结合实验和数值模拟，可以从毛细不稳定性的角度来描述量子液滴的破裂动力学。普拉托-瑞利不稳定性是经典液体中的一种常见现象，在超流氦中也观察到，但尚未在原子气体中观察到，”Chiara Fort （UNIFI研究员）说，他参与了这项研究。该文章的第一作者Luca Cavicchioli 补充说：“在我们实验室进行的测量提供了对这种特殊液相的深入了解，并为未来在量子技术中的应用创建量子液滴阵列开辟了一条途径。”

来源：知新了了一点号