Un batteur frappe la cadence, et la peau du tambour vibre en rythme. Si les coups sont assez fréquents, les vibrations se superposent et créent au centre une zone presque immobile — un nœud. Un effet similaire se produit avec des micro-ondes dans un matériau dont les propriétés varient dans le temps. Lorsque les variations entrent en résonance avec l'onde, son mouvement se fige. Apparaît une bande interdite — toute une gamme d'impulsions dans laquelle l'onde ne peut se propager ni en avant ni en arrière.
Ce matériau est appelé cristal photonique temporel. Un cristal ordinaire, comme le sel de table, est périodique dans l'espace : les atomes sont alignés en rangées régulières. Un cristal temporel est périodique dans le temps : ses propriétés oscillent comme un pendule. Sa caractéristique principale est la bande interdite dans l'espace des impulsions (quantité mathématiquement liée à la direction et à la vitesse du mouvement). Jusqu'à présent, cette bande était étroite, comme une fente dans une clôture, et exigeait une « secousse » très forte et très rapide du matériau. Les auteurs de ces travaux l'ont pour la première fois étendue à l'infini — dans toutes les directions à la fois.
Le secret réside dans l'utilisation de la résonance — la coïncidence du rythme de modulation avec le rythme propre de l'onde. Une balançoire se met à osciller si on la pousse en cadence. Ici, la résonance n'amplifie pas l'onde, mais au contraire éteint son mouvement, élargissant considérablement la zone interdite. Dans l'une des expériences, des micro-ondes ont été envoyées le long d'une chaîne de résonateurs couplés — on a obtenu une bande interdite complète couvrant toutes les impulsions imaginables. L'énergie ne s'échappe pas, mais s'accumule et s'amplifie.
L'utilité pratique réside dans des amplificateurs et des filtres compacts pour signaux optiques. Si l'on parvient à reproduire cet exploit pour la lumière visible, on verra apparaître des puces où la lumière se piège et s'amplifie elle-même, sans lasers encombrants. Pour l'instant, le record est établi avec des micro-ondes, mais le chemin vers les fréquences optiques est désormais bien plus court.
Dans un cristal temporel, l'énergie peut croître de manière exponentielle, même si la puissance de pompe est faible — comme une boule de neige qui prend de la masse en dévalant une pente.
Dans le roman « Blindness » de Peter Watts, des créatures extraterrestres utilisent la modulation temporelle pour contrôler la perception — un peu comme un cristal temporel qui piège un signal dans l'instant.