Le moment angulaire orbital – la caractéristique de la rotation d'un corps autour d'un point – se manifeste généralement de manière discrète en physique quantique : c'est comme monter un escalier où chaque marche est un nombre entier. Cette règle semblait inébranlable. Mais si l'espace a des frontières périodiques, se refermant sur lui-même comme la surface d'un tore, l'escalier se transforme en une rampe douce. Sur cette rampe, la rotation peut prendre n'importe quelle valeur – des fractions aux nombres irrationnels comme √2.
Curieusement, l'effet ne dépend pas de la taille : même à l'échelle de l'Univers entier, la rotation peut perdre sa rigueur quantique. En laboratoire, on ne peut pas encore le détecter, mais des traces pourraient apparaître dans le rayonnement fossile – la lumière ancienne émise après le Big Bang. Si on les trouve, cela confirmerait la structure non triviale de notre espace-temps.
Pendant longtemps, les physiciens pensaient que le moment orbital ne pouvait être qu'entier, et que les valeurs demi-entières étaient caractéristiques uniquement du spin – la rotation propre des particules. La nouvelle découverte montre que les frontières de l'espace peuvent mélanger ces propriétés.