المبدأ الأساسي الذي اكتشفه فولفغانغ باولي — مبدأ استبعاد باولي — ينص على أنه لا يمكن لأي فرميونين (جسيمات ذات لف مغزلي نصفي) أن يتواجدا في نفس الحالة الكمومية. في المادة الباردة، يتشكل بسبب ذلك بحر فيرمي: الجسيمات، مثل الماء، تملأ مستويات الطاقة المنفصلة من الأسفل إلى الأعلى، حتى السطح المسمى طاقة فيرمي. شكل هذا السطح — بما في ذلك «جزر» الفراغات حيث لا توجد حالات — يحدد الخصائص العيانية للنظام بأكمله. قام المجربون بتبريد سحابة من ذرات الليثيوم إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، وباستخدام مجهر غازي كمومي، تتبعوا كيف تتجمع الذرات تلقائيًا في ثلاثيات ورباعيات. النمط المكاني لهذه الارتباطات، مثل تموجات على سطح الماء، سمح بإعادة بناء طوبوغرافيا أعماق بحر فيرمي — توزيع الحالات الممتلئة والفارغة في فضاء الزخم.

الآن، ستسمح هذه الطريقة التجريبية بدراسة بحار فيرمي في الهيليوم-3 السائل وحتى في البيئة شديدة الكثافة لـالنجوم النيوترونية، حيث تكون المادة مضغوطة إلى درجة لا يمكن تصورها.