كرة على منحدر ذي حفرتين عادةً ما تتدحرج إلى أقرب حفرة وتسكن. لكن إذا كان المنحدر مشوهًا قليلًا و"يتذكر" الدفعات الأخيرة، فقد تعلق الكرة لفترة طويلة في منتصف الطريق — في مكان ضيق لا ترغب في مغادرته. هذا بالضبط ما فعله الفيزيائيون بالضوء.
في التجربة، حُصر الضوء في تجويف بصري أحادي الوضع (single-mode optical cavity) — في الأساس صندوق مرايا تتردد فيه الفوتونات بين الجدران. عادةً ما تخفت شدة الوميض خلال عمر الفوتون في التجويف (أجزاء من مليار من الثانية). لكن هنا أضاف العلماء استجابة غير خطية مع ذاكرة: الوسط داخل التجويف يستجيب للضوء ليس فورًا بل مع تأخير، متذكرًا الحالة السابقة. ونتيجة لذلك، يظهر في فضاء الطور للنظام "عنق زجاجة" — قناة ضيقة تتباطأ فيها الديناميكا بشكل حاد.
هذا العنق هو أثر لما يسمى تشعب السرج-العقدة (saddle-node bifurcation) — النقطة التي تندمج فيها حالتان توازن وتختفيان. بالقرب من هذه النقطة، "يعلق" النظام على هضبة — كما لو أن الكرة علقت على مقطع أفقي تقريبًا قبل أن تتدحرج نهائيًا. في التجربة، كانت الهضبة مرئية في نفاذية التجويف: الضوء لم يخفت تدريجيًا بل بقي عند مستوى ثابت ثم سقط بعد ذلك.
المهم أن الشبح كان مقاومًا للضوضاء. حتى مع التقلبات القوية، لم ينطفئ الضوء قبل الأوان. قاس العلماء كيف يعتمد عمر الشبح على زمن الذاكرة وعلى المسافة إلى التشعب، ورأوا تحجيمًا مميزًا — علامة على سلوك عام. هذا يعني أن أشباحًا مماثلة قد تختبئ في أنظمة مختلفة تمامًا: من الليزر إلى الشبكات العصبية.
تعيش الحالة الشبحية أطول من الضوء في التجويف بمقدار 10 000 000 000 مرة. لو أن مصباحًا عاديًا تصرف بنفس الطريقة بعد إطفائه، لظل مضيئًا لعدة سنوات.
في رواية "الضوء" لم. جون هاريسون تُوصف "أضواء شبحية" تتجمد في الفراغ — وكأنها أصداء لهذه التجربة.