Dans la vision habituelle du monde, un événement est un point sur la carte de l'espace-temps : « ici et maintenant », sans taille ni structure interne. Mais que se passerait-il si l'on pouvait non seulement marquer un événement, mais aussi lui donner une forme — comme une goutte d'eau qui se rassemble en sphère ou s'enroule en entonnoir ?
Dans des cristaux photoniques non linéaires, où les propriétés du milieu dépendent de l'intensité de la lumière, on est parvenu à créer précisément de tels objets. La structure spéciale du cristal supprime la propagation libre des ondes — une bande interdite complète apparaît (la gamme des états interdits). Dans cette bande, la lumière ne peut pas simplement s'échapper, et grâce à l'effet d'autofocalisation, elle se rassemble en un paquet compact, localisé à la fois dans l'espace et dans le temps. On obtient non pas un point, mais un minuscule nuage avec sa propre géométrie.
En modifiant la symétrie du système, les auteurs ont obtenu deux types de ces « événements » : des multipolaires, semblables à une fleur avec des pétales de champ, et des tourbillonnaires, où la phase de l'onde s'enroule autour du centre. Les tourbillons se sont révélés plus complexes et plus « coûteux » en énergie, mais leur structure interne les distingue nettement des multipôles. Les calculs montrent que la taille transversale de ces objets est de 30 à 60 micromètres, et leur durée de 85 à 170 femtosecondes. Cela est comparable à l'épaisseur d'un cheveu humain et au temps que met la lumière pour parcourir des dizaines de microns.
Cette recherche ouvre la voie au contrôle de la lumière dans des milieux dont les propriétés changent rapidement dans le temps. L'événement cesse d'être simplement une marque sur une horloge — il devient un objet ondulatoire avec des degrés de liberté internes contrôlables. Là où l'on ne voyait qu'un point, on peut désormais créer un petit tourbillon.
La bande interdite qui emprisonne la lumière fonctionne comme un miroir parfait dans une certaine gamme — mais seulement pour la lumière qui se déplace à la fois dans l'espace et dans le temps.