Os líquidos são onipresentes na natureza:desde a água que consumimos diariamente até o hélio superfluido, que é um líquido quântico que aparece em temperaturas tão baixas quanto apenas alguns graus acima do zero absoluto. Uma característica comum desses líquidos muito diferentes é a autolimitação no espaço livre na forma de gotículas. Compreender de uma perspectiva microscópica como um líquido é formado pela adição de partículas uma a uma é um desafio significativo.

Recentemente, um novo tipo de gotículas quânticas foi experimentalmente observado em sistemas atômicos ultracold. Estes são feitos de átomos alcalinos que são resfriados a temperaturas extremamente baixas, da ordem das nanoquelvinas. A principal peculiaridade desses sistemas é que eles são os líquidos mais diluídos já observados experimentalmente. Um controle experimental extraordinário sobre o sistema abre a possibilidade de desvendar o mecanismo que leva à formação de gotículas quânticas.

Em um artigo recente publicado em Cartas de revisão física , pesquisadores do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona (ICCUB) Ivan Morera e o falecido Prof. Artur Pesquisas lideradas pelo Prof. Bruno Juliá-Díaz, em colaboração com o Prof. Grigori Astrakharchik da UPC, apresentam uma teoria microscópica de gotículas quânticas de rede que explica sua formação.

A equipe de pesquisadores mostrou que a formação da gota quântica pode ser explicada em termos de interações efetivas entre dímeros (estados ligados de duas partículas). Além disso, ao resolver o problema dos quatro corpos, eles mostraram que os tetrâmeros (estados ligados de quatro partículas) podem aparecer e podem ser interpretados como estados ligados simples de dois dímeros.

As propriedades desses tetrâmeros já coincidem com as de grandes gotículas quânticas, o que indica que muitas das propriedades características do líquido de muitos corpos estão contidas no tetrâmero. Eles também discutiram a possibilidade de observar essas gotículas fortemente correlacionadas em bósons dipolares ou misturas bosônicas em redes ópticas.