Zwei ultrakalte Lithiumatome bleiben in einem Molekül gebunden, obwohl sie über genügend Energie verfügen, um auseinanderzufliegen. Forscher der Universität Kaiserslautern-Landau in Deutschland haben dies erstmals in einem Experiment nachgewiesen, das am 9 November 2026 in Nature Physics veröffentlicht wurde.
Das Team unter der Leitung von Professor Artur Widera und mit dem Erstautor Alexander Gutman kühlte Lithiumatome auf eine Temperatur unter einem Mikrokelvin ab. Mit schnell oszillierenden Magnetfeldern brachten sie zwei molekulare Resonanzen einander näher und schufen die Bedingungen für Quanteninterferenz. Unter gewöhnlichen Bedingungen würde eine Energie oberhalb der Schwelle zur Dissoziation führen, doch hier wurde der Zerfall unterdrückt.
Atome verhalten sich nicht nur wie Teilchen, sondern auch wie Wellen. Wenn sich die Zerfallswellen über verschiedene Kanäle mit der richtigen Phase überlagern, löschen sie einander aus – ganz ähnlich wie bei Kopfhörern mit aktiver Geräuschunterdrückung, bei denen die erzeugte Welle den äußeren Lärm auslöscht. Infolgedessen bleibt das Molekül intakt, obwohl die Energie ihm formal den Zerfall erlaubt.
Die Wissenschaftler überprüften den Zustand anhand des Atomverlusts aus der Wolke, der Gasdynamik und der Radiofrequenzspektroskopie. Ohne die schützende Interferenz der Atome flogen deutlich mehr Atome davon. Die Methode stützt sich auf ihre frühere Arbeit aus dem Jahr 2025 in Science Advances, in der sie lernten, die Wechselwirkungen in einem ultrakalten Gas präzise zu steuern.
Dies ist die erste experimentelle Bestätigung des Mechanismus gebundener Zustände im Kontinuum (bound states in the continuum) bei Stößen ultrakalter Atome. Zuvor wurden solche Zustände seit 1985 theoretisch vorhergesagt und in der Optik und Akustik beobachtet, doch in atomaren Systemen gelang ein kontrollierbarer Effekt erst jetzt.
Die Entdeckung liefert ein neues Werkzeug, um Quantenzustände vor der Umgebung zu schützen. In Zukunft könnte dies helfen, stabilere Qubits und Sensoren zu schaffen, bei denen unerwünschter Zerfall durch die Natur der Quanteninterferenz selbst unterdrückt wird.
Die Ergebnisse zeigen, wie die Wellennatur der Materie den erwarteten Verlust in einen Schutzmechanismus verwandelt und damit den Weg zu neuen Methoden der Steuerung quantenmechanischer Systeme eröffnet.
