Twee ultrakoude lithiumatomen blijven gebonden in een molecuul, hoewel ze over voldoende energie beschikken om uiteen te vliegen. Onderzoekers van de Universiteit Kaiserslautern-Landau in Duitsland hebben dit voor het eerst experimenteel aangetoond, gepubliceerd op 9 november 2026 in Nature Physics.
Het team onder leiding van professor Artur Widera en met eerste auteur Alexander Gutman koelde lithiumatomen af tot een temperatuur onder één microkelvin. Met behulp van snel oscillerende magneetvelden brachten zij twee moleculaire resonanties dichter bij elkaar en creëerden zij de voorwaarden voor kwantuminterferentie. Onder gewone omstandigheden zou energie boven de drempel tot dissociatie leiden, maar hier werd het verval onderdrukt.
Atomen gedragen zich niet alleen als deeltjes, maar ook als golven. Wanneer de vervalgolven via verschillende kanalen met de juiste fase samenvallen, doven zij elkaar uit — precies zoals bij koptelefoons met actieve ruisonderdrukking, waar de gegenereerde golf het externe geluid tenietdoet. Als gevolg blijft het molecuul intact, hoewel de energie het formeel gezien kan laten vervallen.
De wetenschappers controleerden de toestand aan de hand van atoomverlies uit de wolk, de gasdynamica en radiofrequentiespectroscopie. Zonder de beschermende interferentie vlogen aanzienlijk meer atomen weg. De methode bouwt voort op hun eerdere werk uit 2025 in Science Advances, waarin zij leerden de interacties in een ultrakoud gas nauwkeurig te beheersen.
Dit is de eerste experimentele bevestiging van het mechanisme van gebonden toestanden in het continuüm (bound states in the continuum) bij botsingen van ultrakoude atomen. Dergelijke toestanden werden eerder sinds 1985 theoretisch voorspeld en in de optica en akoestiek waargenomen, maar in atomaire systemen is het nu pas gelukt een controleerbaar effect te bereiken.
De ontdekking biedt een nieuw instrument om kwantumtoestanden tegen de omgeving te beschermen. In de toekomst kan dit helpen bij het creëren van stabielere qubits en sensoren, waarin ongewenst verval wordt onderdrukt door de natuur van de kwantuminterferentie zelf.
De resultaten laten zien hoe de golfaard van materie het verwachte verlies omzet in een beschermend mechanisme, en banen zo de weg naar nieuwe manieren om kwantumsystemen te beheersen.
