En el laboratorio de la Universidad de Innsbruck, átomos de cesio enfriados a unas pocas milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto formaron de repente estados ligados inusuales: las cuerdas de Bethe. Estos cúmulos cuánticos, predichos por Hans Bethe ya en el año 1931, existieron durante casi un siglo solo sobre el papel y en observaciones indirectas en materiales magnéticos.
Los científicos dirigidos por Hanns-Christoph Nägerl dividieron una nube de átomos en miles de estrechos tubos unidimensionales. Dentro de cada tubo, los átomos solo podían moverse a lo largo de una única línea. Después, los investigadores modificaron gradualmente la interacción entre los átomos, pasando de repulsiva a atractiva. En lugar del colapso esperado del gas, surgieron grupos ligados de partículas de distintos tamaños, incluidos cúmulos de seis y más átomos.
A diferencia de las moléculas ordinarias, en las que las partículas se mantienen unidas por enlaces químicos, las cuerdas de Bethe surgen exclusivamente de interacciones cuánticas y existen solo en una dimensión. Su estabilidad se comprobó de dos maneras: en los tubos unidimensionales los cúmulos se conservaban incluso en las colisiones, mientras que al eliminar la restricción y expandirse en el espacio tridimensional se desintegraban, liberando la energía de enlace.
Las mediciones de la energía de enlace, la distribución de impulsos y el contacto de Tan confirmaron la presencia de cuerdas grandes. Los resultados coincidieron con precisión con las predicciones de la hidrodinámica generalizada. El experimento demostró que en un medio controlado de gas ultrafrío se pueden crear y estudiar estados cuánticos complejos, inaccesibles en otros sistemas.
El descubrimiento abre el camino a la investigación de la coherencia cuántica, la dinámica no lineal y la termalización en sistemas unidimensionales con interacciones fuertes. Ahora los físicos podrán manipular estos estados, hacerlos colisionar y comprobar su estabilidad en condiciones de laboratorio.
