Trong phòng thí nghiệm của Đại học Columbia, các phân tử natri và xesi ở nhiệt độ chỉ cao hơn độ không tuyệt đối vài phần tỷ độ bỗng nhiên ngừng biến mất trong tích tắc. Các nhà khoa học dưới sự lãnh đạo của Sebastian Villa đã khiến thời gian sống của chúng tăng lên hơn một nghìn lần — lên tới cả một giây và lâu hơn nữa. Đây không chỉ là một kỷ lục kỹ thuật, mà là một bước chuyển căn bản trong vật lý lượng tử.
Các phân tử siêu lạnh thông thường va chạm và phản ứng nhanh chóng, biến đổi thành những chất khác. Để tránh điều này, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một tấm «chăn» vi sóng: hai trường vi sóng tạo ra quanh mỗi phân tử một lớp bảo vệ, đẩy chúng ra xa nhau ở khoảng cách gần. Kết quả là mẫu vật vẫn ổn định, còn nhiệt độ giảm xuống 36 nanokenvin — chỉ cao hơn điểm mà tại đó các phân tử sẽ tạo thành ngưng tụ Bose-Einstein chỉ vài nanokenvin.
Sự bền vững như vậy mở ra khả năng tiếp cận những chế độ mà ở đó các hiệu ứng lượng tử thể hiện đặc biệt rõ nét. Các phân tử có mômen lưỡng cực mạnh, nên tương tác giữa chúng tác động ở khoảng cách lớn và có thể được tinh chỉnh chính xác. Điều này cho phép mô phỏng những vật liệu lượng tử phức tạp mà không thể tạo ra bằng cách khác — từ chất siêu dẫn đến những pha mới của vật chất.
Trong đời sống hằng ngày, điều này nghe có vẻ trừu tượng, nhưng chính những nền tảng như vậy là cơ sở cho các máy mô phỏng lượng tử và cảm biến lượng tử trong tương lai. Chúng sẽ giúp hiểu được cách các trạng thái lượng tử tập thể hình thành trong vật chất thực, và có thể sẽ dẫn tới những vật liệu mới với những tính chất khác thường — từ chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng đến máy tính lượng tử thế hệ mới.
Giờ đây, khi các phân tử sống đủ lâu, các nhà thực nghiệm có thể quan sát sự tự tổ chức của chúng thành những giọt và thậm chí cả những cấu trúc giống tinh thể. Bước tiếp theo là hình thành hoàn toàn ngưng tụ phân tử và nghiên cứu các tính chất của nó ở chế độ tương tác mạnh. Mỗi phép đo mới đưa chúng ta đến gần hơn với sự hiểu biết về thế giới lượng tử, nơi những quy tắc quen thuộc không còn hiệu lực.
