Vätskor finns överallt i naturen:från vattnet som vi konsumerar dagligen till superfluid helium som är en kvantvätska som uppträder vid temperaturer så låga som bara några grader över den absoluta nollpunkten. Ett gemensamt drag för dessa vitt skilda vätskor är att de är självbundna i fritt utrymme i form av droppar. Att ur ett mikroskopiskt perspektiv förstå hur en vätska bildas genom att tillsätta partiklar en efter en är en betydande utmaning.

Nyligen, en ny typ av kvantdroppar har experimentellt observerats i ultrakalla atomsystem. Dessa är gjorda av alkaliska atomer som kyls ner till extremt låga temperaturer i storleksordningen nanokelviner. Det främsta med dessa system är att de är de mest utspädda vätskor som någonsin observerats experimentellt. En extraordinär experimentell kontroll över systemet öppnar möjligheten att riva upp mekanismen som leder till bildandet av kvantdroppar.

I en nyligen publicerad artikel i Fysiska granskningsbrev , forskare från Institute of Cosmos Sciences vid University of Barcelona (ICCUB) Ivan Morera och den avlidne prof. Artur Polls ledda av prof. Bruno Juliá-Díaz, i samarbete med Prof. Grigori Astrakharchik från UPC, presentera en mikroskopisk teori om gitterkvantdroppar som förklarar deras bildande.

Teamet av forskare har visat att bildandet av kvantdroppen kan förklaras i termer av effektiva interaktioner mellan dimerer (bundna tillstånd av två partiklar). Dessutom, genom att lösa fyrkroppsproblemet har de visat att tetramerer (bundna tillstånd av fyra partiklar) kan uppstå och de kan tolkas som enkla bundna tillstånd av två dimerer.

Egenskaperna hos dessa tetramerer sammanfaller redan med egenskaperna hos stora kvantdroppar, vilket indikerar att många av egenskaperna hos många kroppsvätskan finns i tetrameren. De diskuterade också möjligheten att observera dessa starkt korrelerade droppar i dipolära bosoner eller bosoniska blandningar i optiska gitter.