Ce minerai inestimable est la vie et le sang de maintes technologies relatives à la vitesse de distorsion, dont les astronefs de la Fédération.
Minerai cristallin, le dilithium est un élément crucial des systèmes de propulsion par distorsion, à bord des vaisseaux spatiaux. Il régule les réactions matière/antimatière qui fournissent l'énergie nécessaire à la distorsion spatiale et aux voyages supraluminiques.
A l'état naturel, ce cristal gris d'aspect terne ressemble à du quartz fumé. Son apparence prosaïque dément sa valeur technologique. Ses propriétés miraculeuses consistant à moissonner et à concentrer l'énergie transparaissent uniquement lorsque, sous son état raffiné, il devient un catalyseur. Cela étant, même à l'état naturel, il émet des radiations distinctes à basse fréquence de nature parfaitement inoffensive. On peut donc manipuler le dilithium à l'état brut sans craindre quoi que ce soit.
Les applications technologiques du dilithium résident non dans ses propriétés radioactives intrinsèques mais dans ses capacités à concentrer et à stocker l'énergie. Dans le système de propulsion par distorsion d'un vaisseau spatial, la chambre des cristaux de dilithium, sise dans la chambre de réaction matière/antimatière, contrôle les réactions et l'acheminement du flot d'énergie jusqu'aux nacelles de distorsion.
A l'intérieur de la chambre, les cristaux de dilithium sont enchâssés dans un dispositif appelé « trame d'articulation ». Celle-ci les maintient au coeur du flot matière/antimatière afin qu'ils contrôlent le taux des réactions survenant dans la chambre. Des déclinaisons ultérieures de cette chambre ont permis l'ajustement de l'orientation de la trame des cristaux de dilithium, améliorant ainsi grandement l'efficacité des moteurs.
A l'état naturel, le dilithium est d'une grande rareté. Son exploitation minière se limite à une poignée de planètes dans toute la FUP. Un facteur de complication supplémentaire (au début de Starfleet en tout cas) était que le raffinage du dilithium se révélait très coûteux en énergie, nécessitant des installations spécialisées en craquage largement automatisées.
Malgré ce processus laborieux et onéreux, les premiers cristaux de dilithium exploités étaient sujets aux fractures et aux surchauffes dues aux tensions. Brûlés par épuisement, ils devenaient dès lors incapables de continuer à stocker l'énergie et à la gérer de façon normale.
Jusque dans les années 2260, ces facteurs restreignaient la quantité de cristaux de réserve à bord d'un vaisseau spatial. Et quand les cristaux en usage étaient endommagés ou sabotés, le désastre frappait... Un navire dont tous les cristaux se retrouvaient simultanément drainés se voyait contraint de rentrer à la base à vitesse d'impulsion. En d'autres termes, il mettait des années, voire des décennies à atteindre des secours.
Au début de Starfleet, rechercher de nouveaux mondes détenteurs de filons de dilithium devint donc une haute priorité. En dépit de l'extrême rareté de ce minerai dans la Galaxie, la loi des séries veut qu'il existe cependant un certain nombre de planètes riches en dilithium, où ces cristaux semblent relativement abondants et ordinaires. Pourvu que ses standards moraux ne soient pas trop extrêmes, toute civilisation promettant l'existence de riches filons de dilithium est vite contactée par la Fédération, qui lui offre une place de membre. Voilà pourquoi des peuples étonnamment primitifs et belliqueux se sont vu octroyer un statut de membre à part entière.
Naturellement, la Fédération n'est pas la seule alliance à dépendre du dilithium, et d'autres partis en quête de ces précieux cristaux ont été moins enclins à la négociation. Des espèces plus agressives comme les Klingons ou les Romuliens ont exploité sans vergogne des filons de dilithium découverts, soit en balayant la résistance des peuples indigènes, soit en fondant des protectorats où ces mêmes populations indigènes étaient asservies par leurs envahisseurs.
Traditionnellement, les Klingons condamnent les criminels et les prisonniers de guerre aux travaux forcés, sur les planètes inhospitalières qui recèlent des filons de dilithium à exploiter, la plus célèbre étant la colonie pénitentiaire de Rura Penthe.
Les Breens sont aussi connus pour forcer d'autres peuples à s'échiner dans les mines de dilithium, telle leur exploitation secrète sise sur la planète Dozaria.
Cette pratique curieusement anachronique du travail manuel, de préférence au labeur automatisé, dans l'exploitation minière du dilithium trouve son explication dans un fait : tous ces cristaux ne sont pas de qualité égale. Déterminer si des veines ou des filons à fleur de terre en valent la peine reste un procédé très délicat. Jusque dans les années 2260, les mineurs de dilithium restent largement condamnés à une vie solitaire sur des planètes inhospitalières, à prospecter en quête de veines viables et à extraire le minerai à mains nues.
Jusqu'à la découverte des techniques de recristallisation, qui permettent la production de dilithium synthétique, les cristaux restent au nombre des substances les plus précieuses de la Galaxie. Cette percée est en fait due au Capitaine Spock après un retour dans le passé, en 1986. Lorsqu'il revient à son époque, en 2286, il fait part de sa découverte aux scientifiques de la Fédération. Sa méthode consiste à exposer des cristaux de dilithium aux rayons gamma qui sont les produits dérivés des réactions de la fission nucléaire.
Les années suivantes, les techniques composites de la thêtamatrice ouvrent la voie à une recristallisation encore plus performante. A la fin des années 2360, ces techniques perfectionnées permettent de procéder aux manipulations composites des cristaux à l'intérieur même de la trame d'articulation de la chambre de dilithium, prolongeant d'autant la vie des cristaux et réduisant grandement les risques qu'un vaisseau soit endommagé en raison de dommages subis par la matrice du dilithium.
En 2372, l'équipage de l'USS Voyager NCC-75656, tout à ses tentatives pour rallier le Quadrant Delta, découvre un nouveau type de dilithium qui demeure stable à des fréquences de distorsion bien plus élevées. Ce nouveau type, installé à bord de la navette Cochrane, rend possible le voyage pour des Humains à la distorsion facteur 10. Restent à aplanir quelques difficultés d'ordre technique, mais cette découverte aidera indubitablement l'humanité à prospérer encore davantage à l'avenir.