In de achttiende eeuw, wetenschappers stonden voor een raadsel:is licht een golf of een deeltje? Een van de sterkste bewijzen ter ondersteuning van de 'golfweergave' - het historische dubbelspletenexperiment - werd in 1804 gerapporteerd door de wetenschapper Thomas Young. Young liet coherent licht door twee dicht bij elkaar liggende spleten en observeerde een reeks interferentieranden, een resultaat dat optreedt bij golfverschijnselen zoals geluid of water. Deze waarneming werd de basis voor de moderne golftheorie van licht.

Tweehonderd jaar later, Arseniy Kuznetsov en medewerkers van het A*STAR Data Storage Institute, samen met medewerkers in Australië, Singapore, het Verenigd Koninkrijk en Rusland, hebben een experiment uitgevoerd dat analoog is aan de experimenten van Young, maar met objecten op nanoschaal. Het team bestudeerde de lichtverstrooiing in de zichtbare en nabij-infrarode golflengtegebieden van een cluster van twee of drie dicht bij elkaar gelegen gouden plasmonische nanodeeltjes. Ze observeerden interferentie- en resonantie-effecten die lijken op die in Young's experimenten.

Vooral, tijdens het bestuderen van een trimeersysteem bestaande uit drie discrete metalen nanoschijven van ongeveer 145 nanometer in diameter en 60 nanometer dik, het team vond bewijs voor de aanwezigheid van near-field, optische wervels ter grootte van een subgolflengte en de circulatie van elektromagnetische energie (zie afbeelding). Deze bevinding lijkt erg op wat er gebeurt met het energiestroompatroon in een Young-type experiment uitgevoerd met drie spleten.

Een van de belangrijkste kwesties in nanoplasmonics is de interactie tussen metalen nanodeeltjes op nanoschaal. "Zelfs als de scheiding tussen twee of meerdere niet-periodiek gerangschikte nanodeeltjes in de orde van golflengte is, hun interactie kan sterk genoeg zijn om hun verstrooiings- en absorptie-eigenschappen te veranderen, " merkt Kuznetsov op. "Dit kan worden verklaard door de eigenaardigheden van de Poynting-vector (energie) stroom rond de nanodeeltjes en de vorming van optische wervels, die een patroon van veldlijnen produceren vergelijkbaar met het klassieke experiment van Young."

De bevindingen van het team, zegt Kuznetsov, niet alleen ons fundamentele begrip uitbreiden van hoe licht interageert met nanoclusters van metaaldeeltjes, maar hebben zowel theoretische als praktische toepassingen. "Ze kunnen ook nuttig zijn voor toepassingen zoals verbeterde zonnecellen en plasmonische biosensoren." Echter, hun meest opmerkelijke toepassing, hij stelt voor, mogelijk in het opkomende gebied van nanoantennes.

In de toekomst, het team streeft ernaar de resonantie-eigenschappen en interacties van nanodeeltjes gemaakt van niet-metalen materialen te bestuderen. Vooral, ze zijn van plan om diëlektrische materialen met een hoge brekingsindex te onderzoeken, zoals silicium, die, in tegenstelling tot metaaldeeltjes, geen last hebben van hoge optische verliezen.