ჩვენთვის ნივთიერების სამი ყველაზე გავრცელებული აგრეგატული მდგომარეობაა ცნობილი — მყარი, თხევადი და აირადი. დამატებით არსებობს მეოთხე, ნაკლებ გავრცელებული ფორმა — პლაზმა. გარდა ამისა, არსებობს ნივთიერების სრულიად ახალი მდგომარეობა — "ზემყარი", რომელიც მეცნიერებმა რამდენიმე წლის წინ აღმოაჩინეს, ახლანდელი კვლევის ფარგლებში კი, ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებული მოხსენების მიხედვით, ისტორიაში პირველად იგი ორგანზომილებიანი ფორმით მიიღეს.

აღსანიშნავია, რომ ზემყარი მდგომარეობა მყარის გაძლიერებულ, ან უფრო მაღალი სიმკვრივის მქონე ვერსიას არ წარმოადგენს. ამ მდგომარეობაში ნივთიერება მყარია, მასში ატომები, ჩვეულებრივი მყარი ნივთიერებების მსგავსად, კრისტალურ სტრუქტურებშია განლაგებული, თუმცა განსხვავება ისაა, რომ ზედენადის მსგავსად, ზემყარსაც შეუძლია დინება ნულოვანი ვექტორული სიჩქარით — ერთი შეხედვით, ამ ორი მახასიათებლის ერთდროულად ფლობა პარადოქსულად ჟღერს.

მეცნიერები ასეთი მდგომარეობის არსებობის შესაძლებლობა 1960-იანი წლებიდან განიხილავდნენ, 2017 წელს კი მისი არსებობა ექსპერიმენტულად დადასტურდა — MIT-ის მკვლევრებმა მისი მიღება მყარი და ზედენადი მდგომარეობების თვისებების კომბინაციით შეძლეს.

ახლანდელ კვლევაში მკვლევართა რამდენიმე გუნდმა თავიანთი რესურსები გააერთიანა ზემყარი ნივთიერების შესაქმნელად მატერიის სხვა ისეთი მდგომარეობის დახმარებით, როგორიც ბოზე-აინშტაინის კონდენსატია. ეს უკანასკნელი მეხუთე აგრეგატული მდგომარეობაა — დაბალი სიმკვრივის მქონე აირის ღრუბელი, რომლის ტემპერატურაც აბსოლუტურ ნულთან (-273.15 °C) არის მიახლოებული. ამ მდგომარეობაში ნაწილაკები ავლენენ ისეთ კვანტურ თვისებებს, რომლებიც შედარებით მაკრო მასშტაბებზე არ შეინიშნება. ბოზე-აინშტაინის კონდენსატში, ასეთ დაბალ ტემპერატურაზე, თითოეული ნაწილაკი დელოკალიზებულია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი დროის ყოველ მომენტში ერთდროულად ღრუბლის ყველა წერტილში არსებობენ.

ადრეულ ექსპერიმენტებში მეცნიერებმა ზემყარი ნივთიერებები შექმნეს, რომლებიც მხოლოდ ერთ განზომილებაში არსებობდნენ — მათ მხოლოდ ერთი მიმართულებით შეეძლოთ დინება. მაგრამ, ინსბრუკის უნივერსიტეტის მკვლევართა გუნდმა ახალი კვლევის ფარგლებში მიიღო ეს მდგომარეობა დამატებით ერთი განზომილებით. ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი დისპროზიუმის ატომებისგან შექმნეს — ატომებს შორის მაგნიტური ურთიერთქმედებების გავლენით ისინი წვეთებად — მაღალი სიმკვრივის რეგიონებად ნაწილდებიან და ქმნიან ბადეს.

"ჩვეულებრივ მდგომარეობაში, ეს ატომები რომელიმე სპეციფიკურ წვეთში მოხვდებოდა, მათ შორის მოხვედრის შანსის გარეშე", — განუცხადა კვლევის ავტორმა, მეთიუ ნორჩიამ New Atlas-ს. "თუმცა, ზემყარ მდგომარეობაში თითოეული ნაწილაკი დელოკალიზებულია და ისინი ერთდროულად ყველა წვეთში არსებობენ. ასე რომ, მივიღეთ სისტემა მაღალი სიმკვრივის რეგიონებით (წვეთები), რომლებიც დელოკალიზებულ ატომებს იზიარებენ", — დაამატა მან.

მკვლევართა გუნდმა ისიც აღნიშნა, რომ ამ მიღწევამ, შესაძლოა, ფიზიკოსებს საშუალება მისცეს, შეისწავლონ კვანტური თვისებების სრულიად ახალი სპექტრი და დააკვირდნენ ნაწილაკების ისეთ თვისებებზე, რომლებზე დაკვირვების შესაძლებლობა ერთი განზომილების შემთხვევაში არ ჰქონდათ. მაგალითად, როგორ ბრუნავს წვეთებს შორის არსებული მორევები ორგანზომილებიან ზემყარ სისტემაში. "მორევები, რომლებიც თეორიულად აღწერილია, ჯერ ექსპერიმენტულად არავის უჩვენებია, თუმცა ისინი ზედენადობის მნიშვნელოვან შედეგს წარმოადგენენ", — დაამატა ნორჩიამ.