Des atomes sont piégés dans un anneau de lumière. Ce n'est pas une métaphore : des faisceaux laser forment un piège annulaire dans lequel les atomes se déplacent en cercle. La lumière ne fait pas que les maintenir, elle relie aussi la rotation de l'atome à son « compas » interne — le spin. Ainsi, un atome qui court sur l'anneau ressent la direction de sa course, et cela modifie son état interne.
Ce lien n'est pas seulement élégant. Il comporte des points particuliers — des endroits où deux états différents de l'atome deviennent indiscernables. Près de ces points, les niveaux d'énergie de l'atome s'entrelacent, comme des routes dans un échangeur complexe. Si l'on fait parcourir à l'atome un chemin fermé autour d'un tel point, il ne revient pas à son niveau initial, mais se retrouve plus haut — comme une voiture qui, après avoir pris un échangeur, se retrouve sur un autre niveau.
Les auteurs ont montré qu'il est possible de faire passer les atomes vers les niveaux supérieurs souhaités en choisissant un parcours dans l'espace des paramètres du piège. C'est une façon de « peupler » les étages d'énergie élevés — une tâche qui exigeait auparavant des manipulations complexes. Désormais, il suffit de suivre la bonne boucle.
Cette astuce de boucles rappelle le tour du ruban de Möbius : on revient au même point, mais on se retrouve de l'autre côté. Les atomes, après avoir parcouru l'anneau, atteignent un nouveau niveau — et cela ouvre la voie à de nouveaux dispositifs quantiques.
Les pièges annulaires de lumière ressemblent à des accélérateurs miniatures : les atomes peuvent y tourner indéfiniment sans toucher les parois.