ذرة السيزيوم، مثل أي ذرة أخرى، لها مستويات طاقة. يمكن للإلكترون أن يوجد في أحدها، مثل قاطن في طابق معين من مبنى. عندما يؤثر مجال كهربائي متناوب على الذرة، تبدأ الطوابق في الاقتراب. لكن بدلاً من أن تندمج في طابق واحد، تتنافر مثل أقطاب مغناطيسية متشابهة. في الطيف، يبدو هذا كمفترق طرق: خطان يقتربان لكن لا يتقاطعان.

أراد العلماء فهم لماذا بعض المفترقات واسعة وبعضها بالكاد يُلاحَظ. اتضح أن الأمر يعتمد على عدد الخطوات التي يحتاجها الإلكترون للانتقال من طابق إلى آخر. أحياناً يكون الانتقال المباشر ممنوعاً، فيضطر الإلكترون إلى سلوك طريق غير مباشر عبر الطوابق المجاورة. هذا مثل التحويل في مترو الأنفاق: إذا لم يكن هناك خط مباشر، تسافر عبر محطة أخرى. كلما زادت التحويلات، زادت صعوبة الانتقال، وكلما كان المفترق في الطيف أضيق.

الآن، بمعرفة عند أي قوة مجال يظهر كل مفترق، يمكن قياس مجالات كهربائية غير معروفة. هذا مثل استخدام مسطرة حيث العلامات عليها ليست مرسومة بالحبر، بل منحوتة بالطبيعة نفسها.