通常，两个原子会通过共享电子来形成化学键。在最少的情形下，形成一个化学键也无疑需要两个原子。然而据最新研究表明，我们或许可以只用一个原子，就能让化学键形成。
普渡大学的Matthew Eiles和同事想出了一种方法，通过精心操纵一个里德伯原子（Rydberg atom，有一个电子处于高度激发态）来构造一种所谓的三叶虫键（trilobite）——它以一种电子波函数的名字命名，该波函数的形状与早已灭绝的节肢动物的化石非常相似。
里德伯原子里德伯原子具有一个或多个主量子数（n）很大的激发态电子，因为电子的轨道半径和n²成正比，所以这些激发态电子距离原子核非常遥远。里德伯原子会对外界电磁场产生强烈的反应。我们知道，原子的光谱在电场或磁场中会分裂，原本简并的量子态会分裂成一系列更为精细的结构，这就是所谓的塞曼效应（Zeeman effect，在磁场中分裂）和斯塔克效应（Stark effect，在电场中分裂）。
通常，科学家会在特殊类型的双原子分子（比如Rb₂和Cs₂）中观察到三叶虫键。这些双原子分子的一个原子处于里德伯态，另一个处于基态。因为里德伯原子的外层电子占据着一个非常远的轨道，这些“三叶虫分子”异乎寻常的大，比普通的双原子分子大1000倍左右。Eiles和同事使用数值分析的方法表明，即使不存在基态原子，单独的里德伯原子也可以形成这样的化学键，并称之为“幽灵”化学键。
通过施加一个精确序列的交替电磁场脉冲，一个里德伯氢原子的电子波函数会被塑造成与三叶虫分子的电子波函数匹配的形状，正如同基态原子存在时那样。这会使得一个激发的电子强烈地局限在空间中的一点，距离原子核数十纳米远。这个波函数会持续至少200微秒，这实际上是将里德伯氢原子与空间中一个不存在的“幽灵”原子绑定成键。实验人员需要找出方法，以满足将脉冲与外部电磁场同步的严格要求。
如果克服了这些障碍并制造出一个幽灵化学键，就能够通过电子或X射线散射实验观察到这个系统。这个团队猜测，这种三叶虫键有可能在一定程度上改变化学反应速率，尽管这些应用还只是推测性的。