2つの極低温リチウム原子は、飛散するのに十分なエネルギーを持ちながらも、分子内で結合したままである。ドイツのカイザースラウテルン＝ランダウ大学の研究者たちは、9年2026月にNature Physicsで発表された実験でこれを初めて実証した。
アルトゥール・ヴィーデラ教授が率い、筆頭著者のアレクサンダー・グートマンを迎えたチームは、リチウム原子を1マイクロケルビン未満の温度まで冷却した。高速で振動する磁場を用いて彼らは2つの分子共鳴を近づけ、量子干渉のための条件を作り出した。通常の条件下では、閾値を超えるエネルギーは解離をもたらすはずだが、ここでは崩壊が抑制された。
原子は粒子としてだけでなく、波としても振る舞う。異なる経路を通る崩壊の波が適切な位相で重なり合うと、それらは互いを打ち消し合う——ちょうど、生成された波が外部の騒音を消し去るアクティブノイズキャンセリング付きヘッドホンのように。その結果、分子は形式的には崩壊を許すエネルギーを持ちながらも、無傷のまま残る。
科学者たちは、雲からの原子の損失、気体の動力学、そして高周波分光法によって状態を検証した。保護的な干渉がなければ、飛び去る原子の数ははるかに多かった。この手法は、極低温気体中の相互作用を精密に制御する方法を確立した2025年のScience Advancesにおける彼らの以前の研究に基づいている。
これは、極低温原子の衝突において連続体中の束縛状態（bound states in the continuum）のメカニズムが実験的に確認された初めての例である。このような状態は1985年から理論的に予測され、光学や音響学で観測されてきたが、原子系において制御された効果を実現できたのは今回が初めてである。
この発見は、量子状態を環境から保護するための新たな道具を提供する。将来的には、望ましくない崩壊が量子干渉という自然そのものの働きによって抑制される、より安定した量子ビットやセンサーの開発に役立つ可能性がある。
この結果は、物質の波動的性質が予期される損失を保護メカニズムへと変える様子を示しており、量子システムを制御する新たな方法への道を開くものである。
