La lumière a besoin d'espace. L'objectif d'un appareil photo est à plusieurs centimètres du capteur pour que les rayons aient le temps de se focaliser. Et maintenant, cet espace a été réduit à l'épaisseur d'une feuille de papier — et la lumière se comporte pourtant comme si elle avait parcouru ses centimètres légitimes. C'est exactement ce que font les «plaques spatiales» (spaceplates) : des éléments plats qui imitent le libre parcours de la lumière.
Jusqu'à présent, ces plaques avaient une fâcheuse tendance : plus on comprime l'espace, plus le champ de vision se rétrécit. C'est comme essayer de voir une pièce par un trou de serrure — on voit loin, mais une toute petite partie. Un groupe de chercheurs a construit pour la première fois une plaque qui contourne cette limitation. Ils ont pris plusieurs couches de métasurface — un matériau artificiel avec un motif plus petit que la longueur d'onde — et les ont empilées. Chaque couche pousse légèrement la lumière, et ensemble elles créent l'illusion d'un épais morceau de verre. L'épaisseur physique de toute la pile est d'environ 80 micromètres (plus fine qu'un cheveu humain), mais pour un faisceau infrarouge, elle apparaît comme 1,09 millimètre. Le facteur de compression est d'environ 14.
Le secret est que les couches ne se contentent pas de se répéter. Leurs épaisseurs sont choisies par un algorithme informatique qui passe en revue des millions de variantes jusqu'à trouver la combinaison qui imite parfaitement le comportement de l'espace vide. Cette approche avait déjà été utilisée pour des métalentilles uniques, mais c'est la première fois qu'elle est appliquée à des plaques spatiales. Le résultat est une plaque avec une ouverture numérique de 0,13 (c'est une mesure de l'angle sous lequel elle collecte la lumière). Ce n'est pas un angle record, mais suffisant pour des dispositifs réels.
Pourquoi est-ce utile ? L'épaisseur des caméras de smartphones bute depuis longtemps sur les lois de l'optique. La plaque spatiale permet de supprimer presque tout l'espace d'air entre la lentille et le capteur. La même logique s'applique aux lunettes de réalité augmentée : l'image peut être projetée directement dans les verres sans ajouter d'épaisseur. Un millimètre d'espace compressé, c'est le premier pas vers une optique qui ne prend presque pas de place.
Un cheveu humain a une épaisseur d'environ 80 micromètres — exactement la même que celle de la plaque décrite. Pourtant, elle remplace près d'un millimètre et demi de vide.
Dans le roman «Pique-nique au bord du chemin», on mentionne des «videurs» — des artefacts à l'intérieur desquels l'espace est plus courbé qu'à l'extérieur. La plaque spatiale fait la même chose, mais sans extraterrestres.