Dans le monde macroscopique, il existe une règle simple : la densité d'énergie ne peut pas être négative, et son flux ne peut pas dépasser la lumière. Au café, cela donnerait : un serveur ne peut pas distribuer les commandes plus vite qu'il ne court lui-même. Les physiciens appellent cette contrainte la condition de dominance de l'énergie.
Mais dans le monde microscopique, où règnent les quanta et où l'espace-temps peut se courber, l'énergie commence à faire des siennes. Elle peut devenir négative un instant – comme si le serveur vous reprenait le café qu'il vient de vous apporter. L'ancienne règle ne suffit plus. Les auteurs de l'étude ont imaginé une condition quantique de dominance de l'énergie (QDEC). Elle n'interdit pas complètement ces tours de passe-passe, mais les limite strictement : à quel point et pour combien de temps l'énergie peut « tricher ».
Les scientifiques ont rigoureusement démontré QDEC pour ce qu'on appelle l'espace de Rindler – un modèle simplifié de ce à quoi ressemble le monde pour un observateur en accélération constante. C'est comme regarder dans un miroir déformant : le serveur semble plus lent, mais les règles du service doivent quand même s'appliquer. De plus, ils ont montré un lien entre QDEC et la possibilité de reconstruire un état quantique à partir d'une partie de celui-ci – un peu comme reconstituer toute la commande à partir d'une tasse laissée sur la table.
Pour un champ scalaire libre (la matière quantique la plus simple), QDEC se réduit à la condition de dominance de l'énergie classique, mais pour un champ classique qui définit l'état quantique. Ainsi, une règle quantique abstraite a acquis un sens classique compréhensible. C'est comme si les règles de tout le café se réduisaient soudainement à l'horaire habituel d'un seul serveur – et l'on voit que tout est sous contrôle.
La condition de dominance de l'énergie classique interdit l'énergie négative. Mais en théorie quantique, même le vide peut « emprunter » de l'énergie pendant un court instant – on appelle cela les fluctuations quantiques. QDEC régule justement ces micro-prêts.
Dans le roman « Rendez-vous avec Rama » d'Arthur C. Clarke, les ingénieurs du futur manipulent la gravité. QDEC est l'une des étapes théoriques pour comprendre si cela est possible sans violer les lois fondamentales.