Une grosse balle collante lancée sur une étagère poussiéreuse rebondira et soulèvera un nuage de poussière, mais si on la fait rouler lentement, elle ramassera chaque grain. C'est exactement ce que font les excitons de Rydberg — des « atomes » géants dans le cristal, nommés d'après Johannes Rydberg.
Dans le cristal d'oxyde de cuivre, il y a toujours des impuretés chargées — des ions qui créent des champs gênants. Lorsqu'ils se déplacent rapidement (après une impulsion laser), les excitons rebondissent souvent ou dissipent leur énergie en émettant de la lumière — comme une balle qui étincelle et perd son adhésivité.
La découverte inattendue concerne le régime ultra-lent : là, la particule ne rebondit pas, mais, telle un rouleau adhésif, enveloppe l'impureté. Dans cette limite quantique, le seul résultat est la capture du défaut, et toutes les pertes d'énergie inutiles sont désactivées. Pour atteindre ce mouvement, on utilise une excitation laser à deux photons — elle ne pousse pas, mais fait rouler délicatement l'exciton. La combinaison de la spectroscopie laser et de la photométrie de la luminescence ouvre la voie à des cristaux ultra-purs pour l'électronique quantique.
Les excitons de Rydberg dans l'oxyde de cuivre sont si sensibles aux champs électriques qu'ils peuvent « sentir » une charge unique à des centaines de nanomètres de distance.