Le cristal de titanate de baryum ressemble à une foule où chaque personne tient une flèche indicateur. À l'état normal, les flèches pointent dans des directions différentes, mais si l'on applique un champ électrique, elles se tournent toutes d'un coup dans la même direction. Cet état ordonné est appelé ferroélectrique — il stocke l'information comme l'aiguille d'une boussole garde la direction.
Jusqu'à présent, on pensait que pour retourner rapidement toutes les flèches, il fallait une méthode particulière : faire entrer le faisceau en résonance avec les vibrations de la foule elle-même — les fameux phonons. C'est comme balancer une balançoire en la poussant en rythme. Mais les auteurs de l'étude ont essayé une autre approche : ils ont éclairé avec une impulsion infrarouge lointain de longueur d'onde 35–60 micromètres — des dizaines de fois plus fine qu'un cheveu humain. Et il s'est avéré que la commutation ne se produit pas à cause d'une résonance, mais simplement parce que le cristal absorbe la lumière et chauffe aux endroits appropriés.
La grande surprise, c'est que la commutation fonctionne sur une large gamme de fréquences, et pas seulement dans d'étroites fenêtres de résonance. Cela signifie que pour écrire de l'information à très haute vitesse dans une mémoire ferroélectrique, il n'est pas nécessaire d'ajuster précisément le laser au matériau spécifique. Il suffit de chauffer le cristal avec une impulsion courte — et les flèches se tournent d'elles-mêmes.
L'utilité pratique pourrait être énorme : les ferroélectriques sont déjà utilisés dans les cartes mémoire et les capteurs, et maintenant on a un moyen de les commuter en picosecondes — des millièmes de milliardième de seconde. C'est plus rapide qu'un clin d'œil, et comparable à la vitesse des transistors les plus rapides.
Le titanate de baryum est le matériau dont sont faits les condensateurs dans la plupart des appareils électroniques : des téléphones aux voitures.
Dans la série « Star Trek », les ordinateurs extraterrestres stockent des données dans des cristaux qui changent de structure sous l'effet de la lumière — très semblable à ce qui se passe dans cette expérience.