தானாகவே ஒன்றிணைந்திருக்கும் புதிய குவாண்டம் நீர்த்துளியை கணித்த மொனாஷ் விஞ்ஞானிகள்

அல்ட்ராகோல்ட் துகள்கள் (ultracold particles) எவ்வாறு நடந்துகொள்கின்றன என்பது குறித்த நீண்டகால அனுமானங்களை மாற்றக்கூடிய ஒரு அசாதாரண புதிய குவாண்டம் பொருள் நிலையை மொனாஷ் பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர்கள் கணித்துள்ளனர். Physical Review Letters இதழில் வெளியான அவர்களது கணக்கீடுகள், சரியான நிலைமைகளில், முற்றிலும் வேறுபட்ட இரு வகை குவாண்டம் துகள்களான போசான்கள் மற்றும் ஃபெர்மியான்கள் இணைந்து, தானாகவே ஒன்றிணைந்திருக்கும் நிலையான "குவாண்டம் நீர்த்துளிகளை" (quantum droplets) உருவாக்க முடியும் எனக் காட்டுகின்றன. போசான்-ஃபெர்மியான் அமைப்புகள் வலுவாக ஊடாடும் நிலையில் இத்தகைய நீர்த்துளிகள் உருவாகுவது சாத்தியமற்றது என விஞ்ஞானிகள் முன்னர் கருதியிருந்தனர்.

"குவாண்டம் அமைப்புகள், நமது அன்றாட உலகில் சாத்தியமற்றதாகத் தோன்றும் வகையில் நடந்துகொள்ளக்கூடும். இந்த முற்றிலும் வேறுபட்ட இரு வகை துகள்களும் ஒன்றையொன்று சரியாக சமன்செய்து, தானாகவே ஒன்றிணைந்திருக்கும் நிலையான நீர்த்துளியை உருவாக்க முடியும் என நாங்கள் காட்டியுள்ளோம்" என மொனாஷின் இயற்பியல் மற்றும் வானியல் பள்ளியில் முனைவர் பட்ட ஆய்வாளரும் முதன்மை ஆசிரியருமான சாம் ஃபாஸ்டர் (Sam Foster) தெரிவித்தார். சாதாரண திரவத் துளிகளைப் போலல்லாமல், இந்த நீர்த்துளிகளின் நிலைப்புத்தன்மை குவாண்டம் இயற்பியலிலிருந்து வருகிறது: துகள்களை ஒன்றிணைக்கும் கவர்ச்சி விசையை, ஃபெர்மியான்களால் உருவாகும் அழுத்தம் துல்லியமாக சமன் செய்கிறது.

இந்த ஆய்வு நீண்டகால கோட்பாட்டுச் சிக்கல் ஒன்றையும் தீர்க்கிறது என ஃபாஸ்டர் தெரிவித்தார். "துகள்கள் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக ஊடாடும்போது மட்டுமே முந்தைய கோட்பாடுகளால் இந்த அமைப்புகளை விவரிக்க முடிந்தது. எங்கள் புதிய அணுகுமுறை, இந்த ஊடாட்டங்கள் மிகவும் வலுவாகும்போது என்ன நடக்கும் என்பதை ஆராய அனுமதிக்கிறது — அங்குதான் மிகவும் சுவாரஸ்யமான இயற்பியல் வெளிப்படுகிறது." தற்போது நடைமுறையில் உள்ள அல்ட்ராகோல்ட் அணு சோதனைகளைக் கொண்டே, கணிக்கப்பட்ட இந்த நீர்த்துளிகளை உருவாக்க முடியும் என கணக்கீடுகள் காட்டுகின்றன; இது இந்தக் கணிப்பைச் சோதிக்க ஒரு நடைமுறை வழியை ஆய்வாளர்களுக்கு அளிக்கிறது.

திரவமும் வாயுவும் மாறும் தன்மையை ஒத்த கூடுதல் அசாதாரண குவாண்டம் நடத்தை அறிகுறிகளையும் குழுவினர் கண்டறிந்தனர்; இது, முன்னர் அறியப்பட்டதை விட பரந்த குவாண்டம் நிலைகள் இந்த அமைப்புகளில் இருக்கக்கூடும் என்பதைக் காட்டுகிறது. இந்த ஆய்வை மொனாஷின் இயற்பியல் மற்றும் வானியல் பள்ளியைச் சேர்ந்த ஃபாஸ்டர், துணைப் பேராசிரியர் ஜெஸ்பர் லெவின்சென் (Jesper Levinsen), பேராசிரியர் மீரா பரிஷ் (Meera Parish) ஆகியோர், ஹைடல்பர்க் பல்கலைக்கழக கூட்டாளர்களுடன் இணைந்து மேற்கொண்டனர்.