Excès de vitesse pour la lumière?

Depuis les travaux d'Einstein, il est universellement admis qu'il est impossible de dépasser une certaine vitesse limitée, qui est celle de la lumière dans le vide. Aucun corps mobile, aucun signal ne peut aller plus vite qu'elle.

Or deux théoriciens, l'un en Grande-Bretagne, l'autre en Allemagne, viennent de trouver des conditions où la lumière elle-même pourrait bien dépasser cette limite réputée infranchissable, lorsqu'elle se propage non plus dans le vide, mais entre deux plaques métalliques infinies (K. Schanhorst, Phys. Lett., 236, 354, 1990 et G. Barton, Phys. Lett., 237, 559, 1990). Plus précisément, quand la lumière se dirige parallèlement aux plaques métalliques, tout se passe normalement. C'est quand elle se propage perpendiculairement aux plaques que les calculs prédisent une vitesse supérieure à la limite.

Précisons que cet effet curieux n'est en rien relié à ce qui se passe dans les «guides d'onde», tuyaux métalliques souvent utilisés pour conduire les ondes électromagnétiques de haute fréquence. Les guides d'onde ont des dimensions transversales qui sont de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la radiation (quelques centimètres). Ici, au contraire, les chercheurs ont supposé que l'onde se propageait de la source à un détecteur sans atteindre les parois. L'origine de l'augmentation de vitesse vient des propriétés du vide.

En effet dans le vide, les photons lumineux subissent sans arrêt des métamorphoses: ils peuvent se transformer pendant un très court instant en une particule et son antiparticule, par exemple un électron et un positron, lesquels se recombinant immédiatement pour redonner un photon. C'est ce type de transformations «virtuelles» (appelées ainsi parce qu'elles ne durent que des temps extrêmement courts) qui est modifié par la présence des parois métalliques et qui, en retour, change la vitesse de la lumière.

Pourrait-on donc envoyer un signal avec une vitesse supérieure à celle de la lumière dans le vide? Le gain ne serait pas très intéressant pratiquement, puisque l'augmentation prévue n'est que de 5 × 10^-28 m/s! Il est même loin d'être mesurable. Mais conceptuellement il inquiète beaucoup les théoriciens. Où est l'erreur? Dans la théorie de la lumière dans le vide, ou dans les hypothèses, leurs calculs? D'autres chercheurs se sont penchés sur le problème, mais pour l'instant, il reste ouvert.