Sebuah tim peneliti gabungan dari Universitas Goethe Frankfurt, Institut Max Planck untuk Fisika Nuklir, dan European XFEL di Hamburg, Jerman, telah berhasil mengamati secara langsung fenomena gerak titik nol (zero-point motion) pada atom-atom di dalam molekul kompleks. Terobosan ilmiah ini, yang dicapai pada Agustus 2025, memungkinkan visualisasi getaran atom yang terus-menerus bahkan pada suhu nol absolut, sebuah fenomena yang sebelumnya dianggap tidak dapat diukur secara langsung.
Penelitian ini berfokus pada molekul iodopiridin yang terdiri dari sebelas atom. Dengan menggunakan pulsa sinar-X berintensitas tinggi dan berdurasi sangat singkat dari European XFEL, para ilmuwan menerapkan teknik Pencitraan Ledakan Coulomb (Coulomb Explosion Imaging). Teknik ini memicu ledakan molekuler terkontrol, yang analisis fragmennya memungkinkan rekonstruksi struktur asli molekul dan pengungkapan pola vibrasi atom yang saling terkait. Profesor Till Jahnke menjelaskan, "Hal yang menarik dari pekerjaan kami adalah kami dapat melihat bahwa atom-atom tidak hanya bergetar secara individual, tetapi mereka bergetar secara terhubung, mengikuti pola-pola tetap." Temuan ini merupakan pengukuran langsung pertama dari gerak titik nol yang berkorelasi dalam molekul kompleks, memberikan pandangan yang lebih jelas tentang dunia kuantum. Data awal dikumpulkan pada tahun 2019, namun terobosan analisis baru yang dikembangkan bersama fisikawan teoretis dari Center for Free-Electron Laser Science di Hamburg memungkinkan interpretasi mendalam. Keberhasilan ini sangat bergantung pada mikroskop reaksi COLTRIMS yang dikembangkan di Frankfurt, yang mampu merekonstruksi struktur molekul dengan detail luar biasa. Berbeda dengan metode seperti kristalografi sinar-X yang memberikan nilai rata-rata, teknik ini memungkinkan studi pada molekul individual, membuka jalan baru untuk eksplorasi sistem kuantum yang kompleks. Molekul iodopiridin memiliki 27 mode vibrasi yang berbeda. Kemajuan ini menawarkan wawasan baru tentang fenomena kuantum dan menunjukkan kemampuan European XFEL dalam penelitian pada resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya, dengan potensi dampak luas pada ilmu material hingga komputasi kuantum. Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Science dengan judul "Imaging collective quantum fluctuations of the structure of a complex molecule."