Di laboratorium Universitas California di Los Angeles, sebuah asam amino biasa secara tak terduga membantu material kuantum mempertahankan perilaku elektron teratur yang khas pada suhu yang sebelumnya dianggap mustahil. Yang dimaksud adalah tantalum disulfida — material yang tersusun dari lapisan sangat tipis setebal hanya tiga atom. Pada suhu yang sangat dingin, di dalamnya muncul apa yang disebut gelombang kerapatan muatan komensurat: elektron bergerak tidak secara acak, melainkan secara terkoordinasi, mengikuti pola kisi kristal.
Biasanya keadaan kuantum semacam itu hilang begitu suhu naik di atas minus 57 °C. Getaran termal atom dengan cepat merusak keteraturan yang rapuh itu. Para ilmuwan di bawah pimpinan Xiangfeng Duan menambahkan molekul arginin — salah satu dari dua puluh asam amino standar yang menjadi penyusun protein — ke lapisan tantalum disulfida. Hasilnya sungguh mengejutkan: gerak elektron yang teratur tetap bertahan hingga plus 57 °C.
Arginin cocok dengan kisi kristal tantalum disulfida seperti kepingan puzzle yang sempurna. Ukuran dan distribusi muatannya tepat sesuai dengan celah antarlapisan material. Dua asam amino lain yang diuji tidak memberikan efek semacam itu. Perhitungan komputer mengonfirmasi: justru "kecocokan" geometris dan elektronik inilah yang menstabilkan keadaan kuantum pada suhu ruang dan bahkan suhu yang lebih tinggi.
Penemuan ini penting bukan hanya bagi ilmu dasar. Gerak elektron yang teratur dalam material semacam ini dapat dimanfaatkan untuk menciptakan memori hemat energi jenis baru, tempat informasi disimpan bukan dalam muatan biasa, melainkan dalam sifat kuantum. Untuk sekarang ini hanyalah sebuah prospek, tetapi metodenya — menggunakan molekul kehidupan untuk menyetel kristal anorganik — membuka jalan baru dalam desain material kuantum.
Para peneliti berencana menguji molekul lain dan memahami apakah dengan cara yang sama superkonduktivitas atau efek kuantum lainnya dapat distabilkan. Jika pendekatan ini berhasil, maka alih-alih mencari senyawa eksotis baru, para ilmuwan dapat memilih "kunci" organik yang sudah dikenal untuk "gembok" anorganik yang dituju.
Asam amino sederhana yang sebelumnya hanya dikaitkan dengan biologi kini membantu fisika kuantum melampaui batas laboratorium kriogenik.
