L'eau n'est pas qu'une substance mouillée. À l'échelle des picosecondes, elle ressemble à une piste de danse où les molécules ne cessent de rompre et de créer des liaisons entre elles. Habituellement, cette danse est décrite par un mouvement principal : la relaxation collective, comme si toute la foule ralentissait d'un coup après l'arrêt de la musique. Mais à très haute fréquence, autour d'un térahertz (soit un billion d'oscillations par seconde), un second rythme, plus rapide, apparaît.

Les auteurs de l'étude ont mesuré comment l'eau absorbe le rayonnement entre 0,14 et 1,21 térahertz. La description standard ne suffisait pas : il a fallu ajouter une contribution qui ressemble au comportement des électrons dans les conducteurs désordonnés (le modèle de Drude-Smith). Cette contribution s'intensifie lorsqu'on chauffe de 20 à 50 degrés et s'affaiblit si l'on remplace l'eau ordinaire H₂O par de l'eau lourde D₂O. Les simulations informatiques ont montré que tout vient de molécules « perturbatrices », celles dont le nombre de liaisons hydrogène données et reçues ne coïncide pas. Avec la hausse de la température, ces molécules deviennent plus nombreuses.

Mais le plus intéressant, c'est la nature de ce signal. Les calculs ont montré qu'il ne provient pas seulement du mouvement des noyaux, mais aussi de la redistribution instantanée des électrons. Lorsque le réseau de liaisons hydrogène perd temporairement son équilibre, le nuage électronique de la molécule se déplace, ce qui génère une réponse électrique supplémentaire. Ainsi, à ces fréquences térahertz, l'eau se manifeste comme un mélange de danse nucléaire et d'écho électronique.