在冷卻到幾乎絕對零度的情況下，原子不僅像光一樣以波的形式移動，而且還可以聚焦成被稱為“焦散線”的形狀，類似於光在游泳池底部或通過一個彎曲的酒杯所產生的反射或折射圖案。在華盛頓州立大學的實驗中，科學家們已經開發出一種技術，通過在冷原子激光的路徑上放置有吸引力或排斥性的障礙物來看到這些物質波的焦散線。
其結果看上去像是彎曲的尖頂或褶皺，向上或向下的”V”形，研究人員在《自然通訊》的一篇論文中描述了這一點。
雖然這是基礎性研究，但這些焦散線有可能應用於高度精確的測量或計時設備，如干涉儀和原子鐘。
“這是一個美麗的演示，說明我們如何能夠以一種非常類似於操縱光的方式來操縱物質波，”WSU傑出教授、該論文的資深作者Peter Engels說。”原子被重力加速，因此，我們可以模擬出用光很難看到的效果。另外，由於原子對許多不同的東西都有反應，我們可以潛在地利用這一點來製造新型的傳感器，這些傳感器在檢測磁場、電場梯度或重力方面特別出色。”
為了實現這些效果，科學家們首先必須創造一個地球上最冷的地方，他們能夠在WSU的基礎量子物理實驗室中完成。Engels和他的同事們使用光學激光器從被困在真空室內的原子云中取出能量，將其冷卻到非常接近絕對零度（-273.15攝氏度或-459.67華氏度）。
這種極端的寒冷使得原子的量子力學行為與我們熟悉的自然規律非常不同。在這些條件下，原子的行為不是像物質粒子一樣，而是像波一樣移動。由這種原子形成的雲被稱為玻色-愛因斯坦凝結物，是以最早預測這種物質狀態的理論家阿爾伯特·愛因斯坦和薩蒂安德拉·納特·玻色命名的。
在探索這些凝聚體的過程中，WSU的研究人員創造了一個冷原子激光器，這意味着波狀原子開始排成一列並一起移動。
論文第一作者馬倫-莫斯曼（Maren Mossman）說：”激光是一種准直的、連貫的光子流，而我們基本上是在用原子做這件事，”他作為WSU的博士后研究員參與了這個項目，現在是聖地亞哥大學物理學的克萊爾-布特-盧斯助理教授。”這些原子有點像走在一起，表現得像一個物體。因此，我們決定看看如果我們戳一下它會發生什麼。”
在這項研究中，研究人員通過在原子激光器的路徑上放置光學障礙物來”戳”它，基本上是將特定波長的激光照射到加速的原子流中。一種障礙物類型排斥原子，並在向下的褶皺形狀中產生焦散線；另一種障礙物吸引原子，在向上的尖頂形狀中產生焦散線。研究人員說，該系統也是非常可調的，這意味着他們可以改變原子加速的速度。原子激光器中的苛化現象從未真正被研究過，且具有如此的靈活性。