Fizikçi Hans Bethe'nin kâğıt üzerinde tanımlamasından yaklaşık bir asır sonra, "Bethe dizileri" adı verilen sıra dışı kuantum yapıları ultra soğuk bir gazda oluşturuldu ve doğrudan gözlemlendi.
Bethe, 1931'de belirli tek boyutlu kuantum sistemlerindeki parçacıkların kolektif durumlar halinde bağlanabileceğini öne sürmüştü. Moleküllerden farklı olarak bu parçacıklar kimyasal bağlarla birleşmez; karşılıklı etkileşimleri sayesinde bir arada kalırlar ve bu durumlar yalnızca tek boyutta var olabilir. Bethe dizileri daha önce katı hal manyetik sistemlerinde görülmüştü; yeni çalışma onları çok daha kontrol edilebilir bir ortama taşıyor.
Innsbruck Üniversitesi'nden Hanns-Christoph Nägerl'in yönettiği, Amsterdam Üniversitesi ve Münih Teknik Üniversitesi'nden kuram gruplarının katıldığı ekip, bir sezyum atomu bulutunu mutlak sıfırın milyarda birkaç derecesi kadar soğuttu ve birkaç bin çok ince tüpe böldü. Her tüpte atomlar temelde tek yönde hareket edebiliyor; bu da gerekli tek boyutlu geometriyi sağlıyor ve etkileşim şiddeti ayarlanabiliyor.
Araştırmacılar etkileşimleri itici olandan çekici olana çevirerek atomların farklı boyutlarda kümeler halinde bağlanmasını sağladı; bazı büyük kümeler altı veya daha fazla parçacık içeriyordu. Parçacıkların gerçekten bağlı olduğunu kanıtlamak için dizilerin genişlemesine izin verdiler: tüplerinde hapsolmuş haldeyken kümeler birbirine çarpıp dağılmadan çarpıştı — yazarların dikkat çektiği üzere bu, dizilerin çarpıcı bir özelliği. Hapis kaldırılıp atomlar üç boyuta yayılabildiğinde ise diziler dağıldı ve bağlanma enerjileri harekete dönüştü. İki genişlemenin karşılaştırılması net bir imza verdi: üç boyutlu genişleme, yalnızca bağlı durumlar mevcutken fazladan enerji taşıdı.
Nature Communications'ta yayımlanan sonuçlar, fizikçilere uzun süre büyük ölçüde güzel bir matematik olarak var olmuş kuantum çok-cisim durumlarını incelemek için ayarlanabilir bir platform sunuyor.
