Fysikere fra NIST studerede et miniature lysspredningssystem - et ultratyndt lag af siliciumnitrid,
Forskerne bemærkede, at de flesteeksperimenter, opfører lyset sig "som forventet", og falmer hurtigt. Men hvis bredden af rillerne var næsten lig med afstanden mellem dem, ved en vis bølgelængde af infrarødt lys, faldt dens intensitet lineært, ikke eksponentielt. Samtidig bragte små ændringer i bølgelængden eller afstanden mellem rillerne systemet tilbage til eksponentielt henfald.
Forskere lagde også mærke til det hver gangintensiteten af fluxen, der forplantede sig langs gitteret, ændrede sig fra eksponentiel til lineær, lyset spredt opad dannede en bred stråle med samme intensitet hele vejen igennem.
Kilde: S. Kelley/NIST
NIST-forskerholdet havde brug forflere år at udvikle en teori, der kunne forklare det mærkelige fænomen. Forskere mener, at det skyldes en kompleks interaktion mellem gitterstrukturen og lys, der forplanter sig fremad og opad. Under visse forhold, på det såkaldte exceptionelle punkt, reducerer kombinationen af disse faktorer dramatisk tabet af infrarødt lys.
Som forfatterne til værket bemærker, yderligereeksperimenter har vist, at lignende exceptionelle punkter er karakteristiske for enhver type bølger (f.eks. akustiske, røntgen-, radiobølger), der forplanter sig gennem en periodisk struktur med tab.
Forskerne mener, at den ejendom, de fandtaf lys vil hjælpe med at transmittere lysstråler fra en chip-baseret enhed til en anden uden at miste energi, hvilket er nyttigt i optisk kommunikation. Og en bred lodret stråle skabt på et ekstraordinært punkt vil være nyttig, når man studerer en sky af atomer.
En anden potentiel anvendelse ermiljøovervågning. Som forfatterne til værket forklarer, hvis en forurening på overfladen af sensoren ændrer lysets bølgelængde i gitteret, vil det exceptionelle punkt brat forsvinde, og lysintensiteten vil hurtigt gå fra lineært til eksponentielt henfald.
Læs mere:
Det er blevet jaget i århundreder: hvad ved vi om planeten Vulcan ved siden af Solen
Fysikere har eksperimentelt bekræftet en ny grundlæggende lov for væsker
Astronomer har fundet kilden til mystiske radioudbrud, der kommer fra rummet