Les ondes magnétiques dans un gaz ultra-froid se comportent comme des cordes élastiques. Deux ou trois de ces cordes peuvent se tresser en un nœud unique qui respire : il se contracte puis se dilate, mais ne se défait pas. Pour la première fois, des scientifiques ont assemblé de tels nœuds en laboratoire et ont vérifié que leur respiration correspond exactement aux calculs.
Le gaz était composé de deux sortes d'atomes qui ne se mélangent pas, comme l'huile et l'eau. Les propriétés magnétiques de ce gaz sont décrites par une équation semblable à celle des ondes sur une corde. Cette équation admet des solutions particulières – les solitons, des ondes solitaires qui ne s'étalent pas. On peut les assembler en états composites, comparables à un faisceau de plusieurs cordes.
Une faible perturbation ponctuelle sur un tel nœud détruit son intégrité. Le nœud se désagrège en cordes individuelles – les solitons fondamentaux. Cette désintégration est comparable à une opération mathématique inverse : à partir d'une onde complexe, on retrouve ses composantes simples. L'expérience a montré que les solitons magnétiques composites sont réels, qu'on peut les créer et les démonter pièce par pièce.
Les solitons ont été observés pour la première fois en 1834 par l'ingénieur John Scott Russell : il a vu une vague dans un canal qui a parcouru plusieurs kilomètres sans changer de forme.