在加利福尼亚大学洛杉矶分校的实验室里，一种普通的氨基酸出人意料地帮助一种量子材料在以往被认为无法达到的温度下保持了电子特有的有序行为。这里说的是二硫化钽——一种由仅三个原子厚的超薄层构成的材料。在极端低温下，其中会产生所谓的公度电荷密度波：电子并非杂乱无章地运动，而是协调一致地运动，重复着晶格的图案。
通常，一旦温度升至零下57 °C以上，这种量子态就会消失。原子的热振动会迅速破坏这种脆弱的秩序。由段祥峰领导的研究人员向二硫化钽的层间加入了精氨酸分子——精氨酸是构成蛋白质的二十种标准氨基酸之一。结果令人惊叹：电子的有序运动一直保持到零上57 °C。
精氨酸与二硫化钽的晶格契合得如同拼图的完美一块。它的大小和电荷分布恰好与材料层间的间隙相匹配。另外两种经过测试的氨基酸没有产生这种效果。计算机计算证实：正是这种几何与电子上的“吻合”在室温乃至更高温度下稳定了量子态。
这一发现不仅对基础科学意义重大。此类材料中电子的有序运动可用于制造新型节能存储器，其中信息不是存储在普通电荷中，而是存储在量子特性中。目前这还只是一种前景，但这种方法——利用生命分子来调控无机晶体——为量子材料的设计开辟了一条新途径。
研究人员计划测试其他分子，并弄清能否用同样的方法稳定超导性或其它量子效应。如果这一方法奏效，那么科学家就不必再去寻找新的奇特化合物，而是可以为所需的无机“锁”挑选已知的有机“钥匙”。
一种过去只与生物学联系在一起的简单氨基酸，如今正帮助量子物理学走出低温实验室的局限。
