Un billard bien étrange, si les boules n'avaient pas de masse. Elles ne se heurteraient pas, mais se traverseraient sans se soucier des obstacles. C'est à peu près à cela que ressemble la tentative de se représenter la lumière comme un flux de particules classiques – de petits corpuscules élastiques filant en ligne droite. Une nouvelle démonstration met un terme à cette image.
Les auteurs de l'étude ont élaboré un cadre mathématique rigoureux : comment, en général, un objet quantique peut-il se transformer en quelque chose de familier, de classique ? Ils ne se sont pas attachés à un appareil ou à un milieu particulier – seulement aux exigences les plus générales de cohérence et de symétrie de l'espace-temps. Il s'avère que pour les particules sans masse, ces exigences sont incompatibles. La courbure de l'espace-temps ne leur permet tout simplement pas de devenir classiques.
Cela n'interdit pas à la lumière de manifester des propriétés ondulatoires ou de générer des champs électromagnétiques. Mais une particule classique distincte – un « photon classique » – n'existera jamais. La même conclusion vaut pour les gravitons hypothétiques : s'ils sont sans masse, ils ne peuvent pas devenir classiques. Ainsi, le monde quantique nous rappelle une fois de plus : l'intuition habituelle y est souvent prise en défaut.
Si le photon avait ne serait-ce qu'une minuscule masse, il pourrait devenir une particule classique. Mais alors, la lumière des étoiles lointaines nous parviendrait à des vitesses différentes – et nous verrions les étoiles de différentes couleurs en même temps.