Le faisceau d'une lampe de poche dans le brouillard se décompose en des milliers de petites taches faibles. Chacune d'elles est de la lumière qui a été réfléchie de nombreuses fois par les gouttelettes d'eau avant d'atteindre l'œil. Pour démêler ce désordre, les physiciens établissent un tableau particulier : la matrice de diffusion. On y consigne comment chaque rayon entrant se transforme en un ensemble de rayons sortants.

Les auteurs de la nouvelle étude n'ont pas utilisé du brouillard, mais une bille de verre unique, le diffuseur le plus simple qui soit. Ils l'ont éclairée avec un laser sous différents angles et ont enregistré comment la lumière en sortait de tous les côtés. Pour ce faire, ils ont utilisé l'holographie : le faisceau laser a été mélangé à un faisceau de référence, et à partir de la figure d'interférence, ils ont reconstitué l'onde lumineuse complète, non seulement son intensité mais aussi sa phase. Cela a permis de mesurer la matrice de diffusion avec une précision allant jusqu'à la polarisation de la lumière.

Après correction des distorsions optiques et recalcul des angles, la matrice mesurée a coïncidé avec la matrice théorique. Cela signifie que la méthode fonctionne et qu'elle peut désormais servir de référence pour tester des milieux plus complexes, comme les tissus biologiques, où la lumière est diffusée par les cellules et les organites.