Dans une chambre obscure, des milliers de particules chargées dansent sous l'effet des champs électriques. Au début, elles se déplacent librement, comme une foule sur une place. Mais si l'on refroidit le nuage, la danse ralentit : les ions commencent à se sentir les uns les autres, leurs pas deviennent contraints. À un moment donné, le mouvement se fige complètement, et le nuage se transforme en une sorte de liquide où chaque particule oscille sur place sans pouvoir s'éloigner. Cette transition du gaz au liquide a été observée pour la première fois directement, en mesurant la vitesse de tous les ions simultanément.

Auparavant, l'état liquide des nuages d'ions n'était connu que par des calculs informatiques. Pour le capturer expérimentalement, il faut mesurer la vitesse de milliers de particules en un instant, sans détruire le nuage. Les physiciens ont construit un piège avec un détecteur de vitesse : il projette les ions sur un écran lumineux, et l'image révèle comment chacun se déplaçait. Des ions d'ytterbium ont été refroidis au laser, puis le nuage a été laissé se réchauffer pendant des durées allant d'une milliseconde à près de huit secondes. Après chaque intervalle, ils ont pris un « instantané » des vitesses.

Dans les nuages chauds, les ions se déplaçaient indépendamment, comme un gaz, avec une fréquence d'environ 6,3 kilohertz. En refroidissant, la répulsion mutuelle ralentissait le mouvement, et la fréquence diminuait. Aux températures les plus basses, elle devenait nulle : les ions restaient piégés sur place, ne conservant qu'un léger tremblement. C'est la naissance du liquide. La transition est survenue plus tôt que ne le prédisaient les calculs. Les scientifiques ont également trouvé un seuil de densité : lors d'un chauffage de plus de 510 millisecondes, le nuage commençait à se dilater comme un gaz, perdant la cohésion entre les particules.