Onderzoekscheck
Zo weten we dit
Bekijk de methode, beperkingen en oorspronkelijke bron achter dit verhaal.
Volledige onderzoekscheck 9 onderdelen
- Onderzoeksopzet
- Gecontroleerd ultrakoud-kwantumgasexperiment met NaCs-moleculen in een optische val, dubbele microgolfdressing en herhaalde metingen van vervalcurven.
- Steekproef of materiaal
- Typisch ongeveer 4.000 NaCs-moleculen per preparatie; meetpunten in de aanvullende informatie zijn gemiddelden van tien experimentele runs.
- Vakblad of publicatie
- Science, 17 september 2026; open manuscript arXiv:2505.08773
- Onderzoeksinstelling
- Columbia University en Institute for Molecules and Materials, Radboud Universiteit
- Financiering
- NSF, ONR, AFOSR, Gordon and Betty Moore Foundation, NSERC, Ernest Kempton Adams Fund, NWO Vidi en Alfred P. Sloan Foundation.
- Belangenverklaring
- Geen belangenverklaring gevonden in de open manuscriptversie; de institutionele toelichting is afkomstig van een deelnemende universiteit.
Belangrijkste beperking
Het experiment gebruikt enkele duizenden moleculen onder extreem gecontroleerde omstandigheden rond 100 nanokelvin. De toekomstige sterk gecorreleerde toestanden worden voorgesteld, niet aangetoond.
Wat dit niet bewijst
De studie demonstreert geen werkende quantumcomputer, commercieel apparaat, bruikbaar materiaal of industrieel proces.
Ultrakoude moleculen zijn tegelijk aantrekkelijk en lastig. Hun elektrische dipolen kunnen elkaar over relatief grote afstanden beïnvloeden, precies het soort interactie waarmee natuurkundigen nieuwe vormen van quantummaterie willen bestuderen. Maar zodra de moleculen botsen, verdwijnen ze vaak zo snel uit de proef dat er nauwelijks tijd overblijft om collectief gedrag te meten.
Een experiment van Columbia University en Radboud Universiteit pakt dat knelpunt aan. Met twee zorgvuldig ingestelde microgolfvelden verminderde het team het verlies bij botsingen met minstens duizendvoudige factoren, terwijl de onderlinge wisselwerking regelbaar bleef.
Het probleem zit in de botsing
De proef gebruikte moleculen van natrium en cesium, afgekort NaCs. Ongeveer vierduizend moleculen werden afgekoeld tot rond 100 nanokelvin—een fractie van een miljoenste graad boven het absolute nulpunt—en vastgehouden met laserlicht.
Zonder bescherming naderden moleculen elkaar tot korte afstand en verdwenen ze vrijwel bij iedere botsing uit het bruikbare gas. In de meting zakte het aantal dan binnen milliseconden sterk weg. Eén microgolfveld verlengde de levensduur al, maar liet een lastige afweging tussen stabiliteit en sterke interacties bestaan.
Twee velden vormen een afstembaar schild
De onderzoekers gebruikten daarom twee microgolfvelden met verschillende polarisaties. Die koppelen de rotatietoestanden van elk molecuul op zo’n manier dat naderende deeltjes op korte afstand een afstotende barrière ervaren. Tegelijk kan de verhouding tussen de velden worden veranderd om de langere-afstandsinteractie aantrekkelijker, afstotender of vrijwel neutraal te maken.
Bij dubbele microgolfdressing werd het verlies door botsingen tussen twee moleculen met meer dan factor 10.000 onderdrukt. Voor processen waarbij drie moleculen betrokken zijn, was de onderdrukking minstens factor 1.000. In een representatieve meting bleef het gas 6,6 seconden bestaan, tegenover ongeveer drie milliseconden zonder dressing.
Ieder datapunt in de aanvullende metingen was gemiddeld over tien experimentele runs. De maximale levensduur werd uiteindelijk beperkt door één-deeltjesverlies in de opstelling, onder meer door verstrooiing van het vangende laserlicht.
Wat hier werkelijk nieuw aan is
Andere methoden konden moleculen al tegen botsingsverlies beschermen of een condensaat maken. De nieuwe stap is dat sterke verliesonderdrukking en een breed afstembare dipoolinteractie in hetzelfde bulkgas samengaan. Daardoor komt een regime binnen bereik waarin interactie-energie groter kan worden dan de bewegingsenergie van de moleculen.
Dat biedt een gecontroleerde proeftuin voor vragen over sterk gecorreleerde materie. Onderzoekers noemen onder meer quantumdruppels, kristalachtige structuren en andere collectieve fasen als mogelijke volgende doelen.
Die mogelijkheden zijn nog geen resultaten. De studie heeft geen quantumcomputer, nieuw industrieel materiaal of bruikbaar apparaat gebouwd. Zij laat zien dat een kwetsbaar laboratoriumsysteem lang genoeg stabiel en regelbaar kan worden om zulke fundamentele verschijnselen later te onderzoeken.
Nijmegen leverde theorie en berekeningen
Tijs Karman van het Institute for Molecules and Materials van Radboud Universiteit is coauteur. De experimentele opstelling stond in het laboratorium van Sebastian Will aan Columbia University; de Nederlandse bijdrage lag onder meer bij de theoretische beschrijving van moleculaire botsingen en microgolfdressing.
Het werk werd gefinancierd door meerdere Amerikaanse en Canadese onderzoeksfondsen, de Gordon and Betty Moore Foundation en de Alfred P. Sloan Foundation. Karman noemt steun uit een NWO Vidi-beurs. In de open manuscriptversie staat geen afzonderlijke commerciële belangenverklaring.
De volgende overtuigende stap is niet een productlancering, maar een nieuw experiment: aantonen dat de voorspelde collectieve fasen werkelijk ontstaan en lang genoeg leven om betrouwbaar te worden gemeten.
Bronnen
Nederlandse context
Wat betekent dit voor Nederland?
Tijs Karman van Radboud Universiteit is coauteur en ontving voor dit werk steun via een NWO Vidi-beurs.
Transparantie
Updates en correcties
Inhoudelijke update: Science publiceerde het peer-reviewed artikel op 17 september 2026; de open manuscriptversie bevat methoden, aanvullende gegevens en financiering.
Zie je een fout of ontbreekt er context? Bekijk hoe we corrigeren.
