受电场与激光限制的原子可以帮助我们研究原子层面的摩擦现象。囚禁在真空中的离子能模拟出单个原子量级下的表面摩擦，研究人员可以利用这一过程来研究为何有些“超光滑”表面，在滑动时没有任何能量损失。工程师希望能掌控这种毫无摩擦的“超光滑性”——要知道，如果能把机器元件之间的摩擦减小到0，将会节省无数能量。
在麻省理工学院的Vladan Vuletić和同事们把一排带负电的镱离子放在电场中，模拟出了一个“表面”，并用两台激光器发出的激光模拟出另一个“表面”，激光的干涉条纹对原子产生了周期性的力，就像金属表面的褶皱一样。研究人员让这排离子沿着激光滑过，激光对离子产生了压力可以模拟原子间作用力，在两种“固体”间产生了摩擦。
研究摩擦的科学家被称为摩擦学家（tribologist），他们在早先使用原子力显微探针在物体表面移动，测量了微观乃至单原子层面的摩擦效应。但北卡罗来纳州立大学的摩擦学家Jacqueline Krim表示，这些测量有一些不可避免的限制，因为无法直接测量施加在单个原子上的力，以及因为这些力而耗散的能量。
Krim认为MIT科学家发明的离子系统是“一套精美而优雅的测量装置”，也是测量原子层面摩擦的重要新工具。这一离子系统最先是在2011年，由意大利里雅斯特国际先进研究学院的理论物理学家Erio Tosatti及其合作者设想出来的。Tosatti说：“它的好处在于，实验者可以方便地改变各类参数，比如原子间隔、温度、速度等，这是用普通固体材料所做不到的。
”Vuletić的团队正是用离子系统研究了超光滑现象。他们首先使用了单个离子，随后用了一系列粒子，其间距与激光干涉条纹的间距相等，这跟两个相同的表面相互摩擦的情形是一样的。但当研究人员改变了离子的间距以后，间距的不对应就导致了摩擦急剧下降到1/10。这一现象完全模拟了超光滑效应的出现过程。
Vuletić搭建的设备包含了两种新技术：用电场囚禁离子以及用激光囚禁中性原子，这两种技术经常用于超导等领域中现象的“量子模拟”（quantum simulator），亦可测试未来的量子计算机。