Dans une chambre ultra-froide, les atomes de césium entrent en collision avec les atomes de rubidium, comme des boules de billard, échangeant de l'énergie. Ces collisions sont le cœur du moteur thermique quantique : elles chauffent et refroidissent le fluide de travail. Auparavant, les physiciens pensaient que pour accélérer le moteur, il fallait modifier le système lui-même, mais il s'avère qu'il suffit d'« accorder » le réservoir, comme on accorde un diapason qui donne le tempo.
En modifiant la température du nuage de rubidium, les scientifiques ont contrôlé la vitesse des échanges de chaleur : lors du chauffage, les atomes de césium gagnaient de l'énergie, lors du refroidissement, ils en cédaient. À température de réservoir plus élevée, le chauffage ralentissait tandis que le refroidissement s'accélérait. Cela a permis de redistribuer le temps du cycle et d'en réduire la durée totale. En conséquence, à une température de 1410 nanokelvins — un milliard de fois plus froide que la température ambiante — la puissance du moteur a atteint son maximum, tandis que le rendement restait inchangé.
À la température de 1410 nanokelvins, optimale pour la puissance, le nuage thermique de rubidium se déplace à une vitesse moyenne d'environ 2 millimètres par seconde — mille fois plus lentement qu'une mouche domestique.
Dans le roman de Stanisław Lem « L'Invincible », des machines microscopiques utilisent l'environnement pour se reproduire, mais se heurtent au problème de l'évacuation de la chaleur. Contrôler l'échange de chaleur par des collisions microscopiques, comme dans ce travail, est un pas vers la résolution de tels problèmes à l'échelle nanométrique.