一个悬了近百年的量子预言，终于在实验室里被看见。奥地利因斯布鲁克大学的研究团队，把超冷铯原子气体当舞台，首次实验观测到贝特弦，从而验证了物理学家汉斯·贝特在 1931 年提出的量子理论预测。
要理解这项成果的分量，得先认识贝特弦是什么。它是一种只在一维量子系统里才能存在的多粒子束缚态，靠的是粒子间的量子相互作用，而非化学键——这也让它与普通分子划清了界限。正因如此，它长期被看作量子多体理论里的关键预言之一。几十年来它多半待在纸面上，后来才有实验人员在固态磁性系统里捕捉到它的踪迹。
这次的不同之处在于环境。团队是在超冷气体里把它造出来并观测到的，而这种体系恰好方便科学家调节这些集团是怎么形成、又怎么相互作用的。研究由因斯布鲁克大学的实验团队，联手阿姆斯特丹大学、慕尼黑工业大学的理论团队完成，相关成果发表在了《自然·通讯》上。
论文的共同第一作者之一苏迪普塔·达尔说，这个近百年前就写进量子多体系统数学描述的预言，如今竟能在实验室里被创建、操控、令其相互碰撞，甚至检查它在碰撞后是否还保持稳定。
为了造出所需的一维条件，团队把铯原子云冷却到只比绝对零度高十亿分之几度的程度，再分到数千根细管里，每根细管都大致把原子运动锁在沿管长的一个方向。接着，研究人员把原子间的相互作用由排斥切换成吸引，原子并没有直接塌缩，反而聚成大小不一的束缚集团，其中不乏含六个乃至更多粒子的团簇。
除了相互作用，这套装置还能把气体的几何构型与粒子密度控制得很精确。理论方面的负责人阿尔维塞·巴斯蒂亚内洛认为，这为探究这类集体量子物体怎么形成、怎样相互作用打开了新的可能。为了确认原子确实结成了团，团队对比了原子被锁在管内和摆脱束缚之后的两种运动状态。
霍瓦特是另一位论文第一作者。她说，最直观的实验之一就是让贝特弦膨胀：做法是先让原子顺着细管扩散，贝特弦在运动中互相碰上，这场碰撞恰好能检验集团是否完好无损。她强调，贝特弦有个显眼的特点——碰撞时不会解体。而当束缚被解除，原子便可在三维空间里自由运动，贝特弦却无法在三维中存续，束缚集团随之解体，把原本束缚粒子的能量转化为运动，使原子更快地四散飞开。这一差异，成了这些粒子此前处于束缚状态的明确证据。
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