L'électrodynamique quantique, ou QED, décrit comment la lumière interagit avec les particules chargées, comme les électrons. C'est l'une des théories les plus précises de l'histoire : ses prédictions correspondent à l'expérience jusqu'à la onzième décimale. Mais elle a un défaut gênant : dès qu'on essaie de calculer quelque chose de plus compliqué qu'un simple échange d'un photon, les réponses partent souvent à l'infini.
D'habitude, les physiciens se sauvent avec une procédure appelée « renormalisation » : ils soustraient manuellement les infinis, en les remplaçant par les valeurs mesurées de la masse et de la charge. Cela fonctionne, mais laisse un sentiment de rustine sur une robe élégante. Le nouveau travail propose de recouper la robe elle-même — imposer à toutes les particules virtuelles un temps d'existence minimal.
L'auteur construit une version de la QED où chaque histoire virtuelle a une limite inférieure en temps propre — un intervalle minuscule lié à une très grande énergie Λ. Ce paramètre n'est pas éliminé à la fin des calculs ; il reste partie intégrante de la théorie. En conséquence, toutes les amplitudes (les grandeurs qui déterminent la probabilité des processus) deviennent finies dès le départ. La renormalisation habituelle est remplacée par un « ajustement fini » : les paramètres sont simplement comparés à l'expérience à une certaine énergie.
Le plus important : la théorie passe le test sur un processus considéré comme étalon — la production de deux photons dans la collision d'un quark et d'un antiquark. La réponse finale pour ce processus ne change pas, malgré toutes les modifications. C'est comme si on avait remplacé les fondations d'un bâtiment et que les étages supérieurs restaient exactement en place.
Si les particules virtuelles pouvaient exister aussi longtemps qu'elles le veulent, l'espace vide posséderait une énergie infinie — heureusement, les lois quantiques limitent leur durée de vie.
Dans le roman « La Fin de l'Éternité » d'Asimov, l'Éternité avait une limite inférieure d'intervention — de même, ici, on introduit un intervalle minimal en dessous duquel les lois de la physique ne s'appliquent pas.