Il professor Alexander Szameit e il suo gruppo di fisici dell'Università di Rostock, in collaborazione con il Professor Stefano Longhi del Politecnico di Milano, scoperto un comportamento nuovo e paradossale delle onde luminose:nonostante sia strettamente confinato in un volume microscopico, un nuovo tipo di disturbo consente ai segnali ottici di manifestarsi improvvisamente in regioni lontane. Un trasporto così brusco era stato precedentemente considerato impossibile, e sfida l'attuale comprensione delle onde luminose. La loro scoperta è stata recentemente pubblicata sulla prestigiosa rivista Fotonica della natura .

Nel 1958, Phil Anderson ha stupito la comunità scientifica prevedendo che un conduttore elettrico, come il rame, perderà improvvisamente la sua conduttività e si trasformerà in un isolante, non appena il suo reticolo atomico viene perturbato oltre un livello critico:nel gergo dei fisici, Il "disordine" può arrestare il libero movimento degli elettroni e impedire a qualsiasi corrente elettrica di fluire attraverso un materiale precedentemente conduttivo.

Questa cosiddetta "localizzazione di Anderson" esula dall'ambito della fisica classica, e solo un trattamento quantomeccanico degli elettroni come particelle e onde può spiegare la transizione metallo-isolante che ne deriva. Oggi sappiamo che questo effetto, per il quale Phil Anderson ha vinto una quota del Premio Nobel per la Fisica 1977, si applica in generale:il disturbo può anche sopprimere la propagazione delle onde sonore o persino dei raggi luminosi.

Dal college, le intriganti proprietà della luce e la sua interazione con la materia hanno affascinato Alexander Szameit. Solo recentemente, il professore di Rostock e i suoi studenti laureati Sebastian Weidemann e Mark Kremer hanno fatto una scoperta sorprendente:ogni sistema fisico realistico scambia inevitabilmente energia con il suo ambiente, e, non appena questo scambio di energia diventa disordinato, Anche le onde (leggere) possono essere localizzate. Questa nuova classe di disordine trascende il meccanismo che Phil Anderson considerava nel 1958, poiché i suoi calcoli si basavano sul presupposto che nessuna interazione avesse luogo con l'ambiente. Szameit spiega:"Nei nostri esperimenti, potremmo osservare chiaramente come la luce si concentra in minuscole regioni nello spazio, non appena lo scambio di energia nell'ambiente diventa casuale".

A prima vista, questi risultati sembravano essere semplicemente una generalizzazione della ben nota soppressione del trasporto. Però, con loro grande sorpresa, i ricercatori hanno presto scoperto il contrario:"In un primo momento, non abbiamo creduto ai nostri occhi quando abbiamo visto come il punto luminoso più luminoso sembrava saltare improvvisamente in una regione completamente diversa dello spazio, ancora e ancora, anche se la propagazione della luce convenzionale avrebbe dovuto essere soppressa del tutto arrestata dal disturbo".

Responsabile di questo comportamento finora sconosciuto delle onde luminose è il complesso scambio di energia con l'ambiente. Il prof. Szameit dice, "Qualsiasi dubbio residuo è svanito quando è stato possibile dimostrare che questo effetto può mischiare i segnali luminosi tra punti specifici in una fibra ottica lunga 5 chilometri". Questi risultati pionieristici sono una svolta concettuale per la scienza fondamentale, e la natura universale del meccanismo sottostante può informare nuove tecniche per modellare non solo il flusso di luce, ma anche di onde acustiche o di particelle.