Capturer une molécule isolée dans un faisceau lumineux et presque stopper son mouvement est un défi comparable à essayer de retenir un duvet de pissenlit dans un courant d'air. Une particule trop chaude s'échappe du piège, c'est pourquoi les physiciens commencent par calmer son ardeur grâce au refroidissement laser.
Les auteurs de l'étude ont appliqué aux molécules d'hydroxyde de strontium (SrOH) une méthode appelée refroidissement de Sisyphe. Le nom fait référence au mythe de Sisyphe : la particule, telle un rocher, gravit sans cesse une colline en perdant de l'énergie, mais contrairement au mythe, elle ralentit à chaque cycle. Ici, ils ont utilisé une version bidimensionnelle de la méthode : le refroidissement s'effectuait dans deux directions à la fois, et non une seule. Résultat : le nombre de molécules piégées dans un piège magnéto-optique (une cage de lumière où les particules sont maintenues par un champ magnétique et des faisceaux laser) a été multiplié par 12.
La vie dans le piège n'est pas éternelle : les molécules entrent en collision et s'en échappent. Le taux de pertes mesuré (la vitesse à laquelle les particules disparaissent à cause des collisions binaires) est d'environ 4×10⁻¹⁰ cm³/s. C'est comme si, dans une pièce pleine de monde, quelqu'un sortait par la porte à chaque seconde — sauf qu'ici, la « porte » est ouverte par les bousculades mutuelles.
La méthode est universelle : elle convient à toutes les molécules connues qui sont directement refroidies par laser — qu'elles soient des toupies symétriques ou asymétriques. L'augmentation du nombre de particules capturées renforcera directement la recherche de matière noire ultra-légère et permettra d'utiliser des molécules polyatomiques comme sondes pour détecter de nouvelles particules avec des masses bien au-delà de celles accessibles au Grand collisionneur de hadrons.
La température des molécules après refroidissement est de quelques millionièmes de kelvin — c'est plus froid que dans l'espace interstellaire, où il fait encore « chaud » à cause du rayonnement cosmique de fond.
Dans le roman « Blindesight » de Peter Watts, des formes de vie extraterrestres utilisent des effets quantiques pour survivre — des expériences similaires avec des molécules ultrafroides pourraient un jour aider à comprendre si une telle biochimie est possible dans la réalité.