Innsbruck Üniversitesi laboratuvarında, mutlak sıfırın birkaç milyarda bir derece üzerine kadar soğutulan sezyum atomları beklenmedik biçimde alışılmadık bağlı durumlar oluşturdu — Bethe sicimleri. Hans Bethe'nin daha 1931 yılında öngördüğü bu kuantum kümeleri, neredeyse bir yüzyıl boyunca yalnızca kâğıt üzerinde ve manyetik malzemelerdeki dolaylı gözlemlerde var oldu.
Hanns-Christoph Nägerl yönetimindeki bilim insanları, atom bulutunu binlerce dar bir boyutlu tüpe böldüler. Her tüpün içinde atomlar yalnızca tek bir çizgi boyunca hareket edebiliyordu. Ardından araştırmacılar atomlar arasındaki etkileşimi kademeli olarak itici olandan çekici olana değiştirdiler. Gazın beklenen çöküşü yerine, altı ve daha fazla atomdan oluşan kümeler de dahil olmak üzere farklı boyutlarda bağlı parçacık grupları ortaya çıktı.
Parçacıkların kimyasal bağlarla bir arada tutulduğu sıradan moleküllerin aksine, Bethe sicimleri yalnızca kuantum etkileşimlerinden doğar ve yalnızca tek boyutta var olur. Kararlılıkları iki şekilde sınandı: bir boyutlu tüplerde kümeler çarpışmalarda bile korundu, ancak kısıtlama kaldırılıp üç boyutlu uzaya yayıldıklarında bağ enerjisini serbest bırakarak dağıldılar.
Bağ enerjisi, momentum dağılımları ve Tan teması ölçümleri, büyük sicimlerin varlığını doğruladı. Sonuçlar genelleştirilmiş hidrodinamiğin öngörüleriyle tam olarak örtüştü. Deney, aşırı soğuk gazın denetimli ortamında, başka sistemlerde erişilemeyen karmaşık kuantum durumlarının yaratılabileceğini ve incelenebileceğini gösterdi.
Bu keşif, güçlü etkileşimli bir boyutlu sistemlerde kuantum koheransı, doğrusal olmayan dinamik ve termalleşme araştırmalarının yolunu açıyor. Artık fizikçiler bu durumları yönlendirebilecek, çarpıştırabilecek ve laboratuvar koşullarında kararlılıklarını sınayabilecek.
