Los Angeles'taki Kaliforniya Üniversitesi laboratuvarında sıradan bir amino asit, beklenmedik biçimde bir kuantum malzemesinin, daha önce ulaşılamaz sayılan bir sıcaklıkta elektronların özel düzenli davranışını korumasına yardımcı oldu. Söz konusu olan, yalnızca üç atom kalınlığında aşırı ince katmanlardan oluşan bir malzeme olan tantal disülfürdür. Aşırı soğukta bu malzemede sözde orantılı yük yoğunluğu dalgası oluşur: elektronlar düzensiz değil, kristal örgünün desenini yineleyerek uyum içinde hareket eder.
Normalde bu kuantum durumu, sıcaklık eksi 57 °C'nin üzerine çıkar çıkmaz kaybolur. Atomların ısıl titreşimleri kırılgan düzeni hızla bozar. Xiangfeng Duan liderliğindeki bilim insanları, tantal disülfür katmanlarına, proteinlerin yapı taşı olan yirmi standart amino asitten biri olan arjinin moleküllerini ekledi. Sonuç çarpıcıydı: elektronların düzenli hareketi artı 57 °C'ye kadar korundu.
Arjinin, tantal disülfürün kristal örgüsüne bir yapbozun kusursuz parçası gibi uydu. Boyutu ve yük dağılımı, malzemenin katmanları arasındaki boşluklarla tam olarak örtüşüyordu. Denenen diğer iki amino asit böyle bir etki yaratmadı. Bilgisayar hesaplamaları da doğruladı: kuantum durumunu oda sıcaklığında ve hatta daha yüksek sıcaklıkta stabilize eden tam da bu geometrik ve elektronik «örtüşme»dir.
Bu keşif yalnızca temel bilim için önemli değil. Bu tür malzemelerdeki düzenli elektron hareketi, bilginin sıradan yükte değil kuantum özelliklerinde saklandığı yeni tip enerji tasarruflu belleklerin yaratılmasında kullanılabilir. Şimdilik bu yalnızca bir olasılık, ancak yöntem — yaşam moleküllerini inorganik kristalleri ayarlamak için kullanmak — kuantum malzemelerinin tasarımında yeni bir yol açıyor.
Araştırmacılar başka molekülleri de test etmeyi ve aynı yöntemle süperiletkenliğin ya da diğer kuantum etkilerinin stabilize edilip edilemeyeceğini anlamayı planlıyor. Yaklaşım işe yararsa, bilim insanları yeni egzotik bileşikler aramak yerine, bilinen organik «anahtarları» gereken inorganik «kilitlere» uydurabilecek.
Daha önce yalnızca biyolojiyle ilişkilendirilen basit bir amino asit, artık kuantum fiziğinin kriyojenik laboratuvarların sınırlarının ötesine geçmesine yardımcı oluyor.
