فرمیون‌ها ذراتی هستند که بوسیلهٔ آمار فرمی-دیراک توصیف می‌شوند و تمایلی ندارند در کنار هم قرار بگیرند. به عبارت دیگر فرمیون‌ها منزوی هستند و هیچ دو فرمیونی نمی‌تواند در یک لحظهٔ معین، یک حالت کوانتومی را اشغال کنند.

فرمیون‌ها و بوزون‌ها ذرات اصلی در یک مدل استاندارد از فیزیک ذرات به شمار می‌روند. علاوه بر آن فرمیون‌ها از مواد اصلی ساخت مواد به حساب می‌آیند. بوزون‌ها نیز یکی از نیروهای بنیادین طبیعت را منتقل می‌کنند. مشخصه هر دو آنها اسپین است. فرمیون‌ها دارای اسپین نیمه صحیح (بنابراین1.2، 3.2، و غیره) و بوزون‌ها دارای اسپین عدد صحیح کامل (1،2 و غیره). اسپین از خاصیت‌های بنیادی ذرات ریز اتمی است که معادل کلاسیک ندارد و یک خاصیت کوانتومی به‌شمار می‌آید. نزدیک‌ترین خاصیت کلاسیک به اسپین اندازه حرکت زاویه‌ای است.

این فرایند یک پدیده جالب به نام اکسیتون است که در این وضعیت الکترونی با بار منفی (فرمیون) به فرمیونی با بار مثبت پیوند می‌خورد که نام«چاله» شناخته می‌شود. به این ترتیب 2 اسپین نیمه صحیح ترکیب می‌شوند تا یک اسپین صحیح یا همان ذره بوزونیک را به وجود بیاورند.

به‌طور معمول بررسی بوزون‌ها بسیار سخت تر از فرمیون‌ها است. مشخصه فرمیون‌ها برهم کنش شان با نیروی الکترواستاتیک است که سبب می‌شود تعامل و مطالعه آنها تقریبا آسان شود. بوزون‌ها مانند فوتون‌ها تمایلی به برهمکنش با یکدیگر ندارند و به سختی ساخته می‌شوند. بنابراین مطالعه آنها مشکل تر است.

محققان دانشگاه سانتاباربارا ایالت کالیفرنیا خواستند تا روشی معتبر برای ایجاد و نگهداری بوزون‌ها در حالتی ایجاد کنند که بتوان ویژگی‌های این ذرات را بهتر مطالعه و بررسی کرد. درهمین راستا آنها روشی نوین یافتند.

این تکنیک شامل برداشتن 2 شبکه از جنس دی‌زلنیدتنگستن و دی‌سولفیدتنگستن و قراردادن لایه‌هایی از آنها روی یکدیگر با اندکی چرخش بود. به‌طور دقیق‌تر به‌جای آنکه سعی شود الگوهای شبکه به سمت بالا کشیده شوند، یکی از آنها کمی در زاویه پیچ داده و الگویی به نام moir- ایجاد شد. تاثیرmoir- تداخل مکانیکی نور توسط شبکه‌های روی هم قرار گرفته از خطوط است.

محققان با تاباندن پالس‌های قدرتمند نور به این الگو توانستند اکسیتون‌های بین دو شبکه را فعال و همچنین با ایجاد کریستال‌های بوزونیک رفتار آنها را بررسی کنند.

ریچن شیونگ مولف ارشد پژوهش در این باره می‌گوید: ما یک وضعیت جدید از ماده « یک عایق همبسته بوزونی» را کشف کردیم. به‌طور معمول محققان زمان و تلاش زیادی را صرف می‌کنند تا متوجه شوند وقتی فرمیون‌ها کنار هم قرار می‌گیرند، چه اتفاقی می‌افتد. نکته مهم تحقیق ما آن‌جاست که یک ماده جدید از بوزون‌های در حال تعامل ساختیم.

هرچند مشهور است که بوزون‌ها در دمای بسیار سرد و تحت شرایط خاص متراکم می‌شوند، اما بوزون‌های این پژوهش در دماهای بالا متراکم شدند. این روند تا زمانی ادامه یافت که یک ساختار کریستالی جامد به وجود آمد.