Nel laboratorio dell'Università di Innsbruck, atomi di cesio raffreddati a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto hanno improvvisamente formato stati legati insoliti: le stringhe di Bethe. Questi cluster quantistici, previsti da Hans Bethe già nel 1931, sono esistiti per quasi un secolo solo sulla carta e in osservazioni indirette nei materiali magnetici.
Gli scienziati guidati da Hanns-Christoph Nägerl hanno diviso una nube di atomi in migliaia di stretti tubi unidimensionali. All'interno di ciascun tubo gli atomi potevano muoversi solo lungo una singola linea. Poi i ricercatori hanno modificato gradualmente l'interazione tra gli atomi, trasformandola da repulsiva in attrattiva. Invece del previsto collasso del gas sono sorti gruppi legati di particelle di dimensioni diverse, tra cui cluster di sei e più atomi.
A differenza delle molecole ordinarie, in cui le particelle sono tenute insieme da legami chimici, le stringhe di Bethe nascono esclusivamente dalle interazioni quantistiche ed esistono solo in una dimensione. La loro stabilità è stata verificata in due modi: nei tubi unidimensionali i cluster si conservavano persino durante le collisioni, mentre quando il confinamento veniva rimosso e si tornava a uno spazio tridimensionale essi si disintegravano, liberando l'energia di legame.
Le misurazioni dell'energia di legame, della distribuzione degli impulsi e del contatto di Tan hanno confermato la presenza di grandi stringhe. I risultati hanno coinciso esattamente con le previsioni dell'idrodinamica generalizzata. L'esperimento ha dimostrato che in un ambiente controllato di gas ultrafreddo è possibile creare e studiare stati quantistici complessi, inaccessibili in altri sistemi.
La scoperta apre la strada allo studio della coerenza quantistica, della dinamica non lineare e della termalizzazione in sistemi unidimensionali fortemente interagenti. Ora i fisici potranno manipolare questi stati, farli collidere e verificarne la stabilità in condizioni di laboratorio.
