Para ilmuwan di Universitas Innsbruck menemukan bahwa gas kuantum yang berinteraksi kuat dapat berhenti menyerap energi ketika didorong berulang kali oleh pulsa laser, memasuki keadaan stabil yang disebut lokalisasi dinamis banyak tubuh. Ini menantang harapan klasik tentang pemanasan yang tak terelakkan pada sistem yang didorong. Temuan ini menyoroti peran koherensi kuantum dalam mempertahankan keteraturan di tengah pemaksaan konstan.
Peneliti di kelompok Hanns Christoph Nägerl di Departemen Fisika Eksperimental Universitas Innsbruck melakukan eksperimen menggunakan fluida kuantum satu dimensi yang terdiri dari atom yang berinteraksi kuat yang didinginkan hingga hanya beberapa nanokelvin di atas nol absolut. Mereka menerapkan cahaya laser untuk menciptakan potensial kisi yang menyala dan mati dengan cepat, secara efektif menendang atom secara berulang. Awalnya, atom menyerap energi seperti yang diharapkan, tetapi setelah periode singkat, distribusi momentumnya membeku, dan penyerapan energi kinetik berhenti. Sistem mencapai keadaan lokalisasi dinamis banyak tubuh (MBDL), di mana koherensi kuantum dan keterkaitan banyak tubuh mencegah termalisasi dan perilaku difusif meskipun interaksi dan pendorongan yang berkelanjutan. «Dalam keadaan ini, koherensi kuantum dan keterkaitan banyak tubuh mencegah sistem termalisasi dan menunjukkan perilaku difusif, bahkan di bawah pendorongan eksternal yang berkelanjutan,» jelas Nägerl. «Distribusi momentum pada dasarnya membeku dan mempertahankan struktur apa pun yang dimilikinya.» Penulis utama Yanliang Guo mencatat keteraturan yang tidak terduga: «Kami awalnya mengharapkan atom akan mulai terbang ke segala arah. Sebaliknya, mereka berperilaku dengan cara yang sangat teratur.» Lei Ying, kolaborator teori dari Universitas Zhejiang, menekankan hasil yang kontraintuitif: «Ini bukan harapan naif kami. Yang mengejutkan adalah fakta bahwa dalam sistem yang didorong kuat dan berinteraksi kuat, koherensi banyak tubuh jelas dapat menghentikan penyerapan energi. Ini bertentangan dengan intuisi klasik kami dan mengungkapkan stabilitas luar biasa yang berakar pada mekanika kuantum.» Untuk menguji ketahanan, tim memperkenalkan keacakan pada urutan pendorongan, yang dengan cepat mengganggu lokalisasi. Penyebaran momentum dilanjutkan, dan penyerapan energi meningkat tanpa batas, yang menegaskan peran esensial koherensi kuantum. Penemuan ini, yang diterbitkan di Science (2025; 389 (6761): 716), memiliki implikasi potensial untuk teknologi kuantum. Mencegah pemanasan tetap menjadi tantangan kunci bagi simulator dan komputer kuantum, yang bergantung pada pelestarian keadaan yang rapuh terhadap dekoherensi. «Eksperimen ini menyediakan cara yang presisi dan sangat dapat disesuaikan untuk mengeksplorasi bagaimana sistem kuantum dapat menolak tarikan kekacauan,» kata Guo. Pekerjaan ini didukung oleh Dana Ilmu Pengetahuan Austria FWF, Badan Promosi Riset Austria FFG, dan Uni Eropa.