У лабораторії Університету Інсбрука атоми цезію, охолоджені до кількох мільярдних часток градуса вище абсолютного нуля, раптово утворили незвичайні зв'язані стани — струни Бете. Ці квантові кластери, передбачені Гансом Бете ще в 1931 році, майже століття існували лише на папері та в непрямих спостереженнях у магнітних матеріалах.
Учені під керівництвом Ганса-Крістофа Неґерля розділили хмару атомів на тисячі вузьких одновимірних трубок. Усередині кожної трубки атоми могли рухатися лише вздовж однієї лінії. Потім дослідники плавно змінили взаємодію між атомами — з відштовхувальної на притягувальну. Замість очікуваного колапсу газу виникли зв'язані групи частинок різного розміру, зокрема кластери з шести й більше атомів.
На відміну від звичайних молекул, де частинки утримуються хімічними зв'язками, струни Бете виникають виключно з квантових взаємодій і існують лише в одному вимірі. Їхню стабільність перевірили двома способами: в одновимірних трубках кластери зберігалися навіть при зіткненнях, а при знятті обмеження й розширенні в тривимірному просторі вони розпадалися, вивільняючи енергію зв'язку.
Вимірювання енергії зв'язку, розподілу імпульсів і контакту Тана підтвердили присутність великих струн. Результати точно збіглися з передбаченнями узагальненої гідродинаміки. Експеримент показав, що в контрольованому середовищі ультрахолодного газу можна створювати й вивчати складні квантові стани, недоступні в інших системах.
Відкриття відкриває шлях до дослідження квантової когерентності, нелінійної динаміки та термалізації в системах із сильною взаємодією в одному вимірі. Тепер фізики зможуть маніпулювати цими станами, зіштовхувати їх і перевіряти їхню стійкість у лабораторних умовах.
