Professor Alexander Szameit en zijn groep natuurkundigen van de Universiteit van Rostock, in samenwerking met professor Stefano Longhi van de Polytechnische Universiteit van Milaan, ontdekte een nieuw en paradoxaal gedrag van lichtgolven:ondanks dat ze strak opgesloten zijn in een microscopisch volume, een nieuw soort wanorde maakt het mogelijk dat optische signalen plotseling opduiken in verre streken. Een dergelijk abrupt transport werd voorheen als onmogelijk beschouwd, en daagt het huidige begrip van lichtgolven uit. Hun ontdekking werd onlangs gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Natuurfotonica .

1958, Phil Anderson verbaasde de wetenschappelijke gemeenschap door te voorspellen dat een elektrische geleider - zoals koper - plotseling zijn geleidbaarheid zal verliezen en in een isolator zal veranderen, zodra het atoomrooster over een kritisch niveau wordt verstoord:in het jargon van natuurkundigen, "wanorde" kan de vrije beweging van elektronen tot stilstand brengen en elke elektrische stroom blokkeren om door een eerder geleidend materiaal te stromen.

Deze zogenaamde 'Anderson-lokalisatie' valt buiten het bestek van de klassieke natuurkunde, en alleen een kwantummechanische behandeling van elektronen, aangezien zowel deeltjes als golven de daaruit voortvloeiende metaal-isolatorovergang kunnen verklaren. Tegenwoordig weten we dat dit effect, waarvoor Phil Anderson een deel van de Nobelprijs voor Natuurkunde 1977 won, geldt in het algemeen:stoornis kan eveneens de voortplanting van geluidsgolven of zelfs lichtstralen onderdrukken.

Sinds de universiteit, de intrigerende eigenschappen van licht en zijn interactie met materie hebben Alexander Szameit gefascineerd. Recent, de Rostock-professor en zijn afgestudeerde studenten Sebastian Weidemann en Mark Kremer deden een verrassende ontdekking:elk realistisch fysiek systeem wisselt onvermijdelijk energie uit met zijn omgeving, en, zodra deze energie-uitwisseling ontregeld raakt, (licht)golven kunnen ook gelokaliseerd worden. Deze nieuwe klasse van stoornissen overstijgt het mechanisme dat Phil Anderson in 1958 beschouwde, omdat zijn berekeningen waren gebaseerd op de veronderstelling dat er geen interacties plaatsvinden met de omgeving. Szameit legt uit:"In onze experimenten, we konden duidelijk zien hoe licht wordt gefocust in kleine gebieden in de ruimte, zodra de energie-uitwisseling in de omgeving willekeurig wordt".

Op het eerste gezicht, deze resultaten leken slechts een veralgemening te zijn van de bekende onderdrukking van transport. Echter, tot hun grote verbazing, ontdekten de onderzoekers al snel het tegenovergestelde:"In het begin we geloofden onze ogen niet toen we zagen hoe de helderste lichtvlek plotseling naar een heel ander gebied in de ruimte leek te springen, opnieuw en opnieuw, hoewel conventionele lichtvoortplanting volledig onderdrukt had moeten worden door de stoornis."

Verantwoordelijk voor dit tot nu toe onbekende gedrag van lichtgolven is de complexe energie-uitwisseling met de omgeving. Prof. Szameit zegt, "Alle resterende twijfels verdwenen toen we konden bewijzen dat dit effect kan schuiven rond lichtsignalen tussen specifieke punten in 5 kilometer lange glasvezel." Deze baanbrekende resultaten zijn een conceptuele doorbraak voor fundamentele wetenschap, en de universele aard van het onderliggende mechanisme kan nieuwe technieken informeren om niet alleen de lichtstroom vorm te geven, maar ook van akoestische of deeltjesgolven.