巴塞隆拿的一組物理學家造出一種比水稀薄1億倍的液滴——是目前宇宙中已知的最稀薄的液體。與靠原子間電磁力聚在一起的普通液體不同的是，這種液體原子間是靠奇異的量子波動法則聚合在一起。

這篇2017年12月發表在《科學》（Science）期刊上的論文說，這組科學家在西班牙的光子科學研究所（ICFO）用激光晶格（可操控量子粒子的光學物件）造出了這種液滴。它們真的是液體，其體積不隨外部溫度而變化，且只需少量遇到在一起時便會形成液滴。而氣體就不是這樣，氣體的體積總是充滿整個容器。然而這種液體的密度比目前任何已知的液體都小。

研究者們把鉀原子構成的氣體冷卻到零下273.15攝氏度（接近絕對零度）。在這種溫度下，這些原子處在玻色 - 愛因斯坦冷凝態——目前所知物體可有五種形態：氣態、液態、固態、等離子態和玻色 - 愛因斯坦冷凝態，最後一種狀態上世紀90年代才首次在實驗室實現，人類對該形態所知仍不多，也顯得最為神秘。

研究者們把兩滴冷凝鉀推到一起時，形成了一顆有確定體積的液滴。特別之處在於，該液體中的粒子間靠「量子波動」法則維持液態。

引力把粒子聚集合成液態

量子波動源於海森堡不確定性原理（Heinsberg's Uncertainty Principle）。海森堡不確定性原理稱粒子在空間中的能量位置是無序的，會在不同的能量水平和位置間來回變換，從而對其周圍的粒子產生壓力。所有粒子不斷變換產生的壓力加在一起，它們之間的引力大於排斥力，這種引力把粒子聚在一起形成液態。

研究者們說，這項研究中量子波動法則是冷凝態鉀維持液態的主導因素。而其它冷凝態物質，比如冷凝態氦，雖然也有量子法則起作用，但還有其它一些更強的作用力共同作用使其維持液態，因此冷凝氦原子之間結合更為緊密。

也就是說，冷凝態鉀粒子間的作用力非常弱，其擴散力更強。研究作者寫到，冷凝鉀的體積是冷凝氦的一百多倍，密度卻比後者稀薄逾1億倍。因此研究者們認為，將來需要用量子液進行實驗時，冷凝鉀可能是比冷凝氦更好的選擇。

量子液態有它的侷限性。當它們的量太少時，就會崩塌，「揮發」到周圍環境中。◇

 

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