Une bille sur une pente à deux creux roule généralement vers le creux le plus proche et s'y arrête. Mais si la pente est légèrement déformée et « se souvient » des récentes poussées, la bille peut rester suspendue longtemps à mi-chemin — dans un endroit étroit d'où elle n'a pas envie de partir. C'est exactement ce tour que les physiciens ont joué à la lumière.

Dans l'expérience, la lumière était injectée dans une cavité optique monomode — en gros, une boîte à miroirs où les photons rebondissent entre les parois. Normalement, la luminosité d'une impulsion décroît sur le temps de vie du photon dans la cavité (quelques milliardièmes de seconde). Mais ici, les chercheurs ont ajouté une réponse non linéaire avec mémoire : le milieu à l'intérieur de la cavité réagit à la lumière non pas instantanément, mais avec un délai, en se souvenant de l'état précédent. De ce fait, un « goulot d'étranglement » apparaît dans l'espace des phases du système — un canal étroit où la dynamique ralentit brusquement.

Ce goulot est la trace d'une bifurcation nœud-col (le point où deux états d'équilibre fusionnent et disparaissent). Près d'un tel point, le système « reste suspendu » sur un plateau — comme si la bille restait coincée sur une section presque horizontale avant de finalement dévaler. Dans l'expérience, le plateau était visible dans la transmission de la cavité : la lumière ne s'éteignait pas progressivement, mais restait à un niveau constant, puis chutait.

L'important, c'est que le fantôme s'est révélé résistant au bruit. Même avec de fortes fluctuations, la lumière ne s'effondrait pas prématurément. Les chercheurs ont mesuré comment la durée de vie du fantôme dépend du temps de mémoire et de la distance à la bifurcation, et ont observé une loi d'échelle caractéristique — un signe de comportement universel. Cela signifie que des fantômes similaires pourraient se cacher dans des systèmes très divers : des lasers aux réseaux de neurones.