Először is tisztázzuk, hogy mik is a plazmonok! Segítségül Kroó Norbertet, az MTA KFKI Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetének professzorát kértük fel, aki már három évtizede kutatja a felületi plazmonok titkait. A lényeg, hogy fény segítségével és némi ügyeskedéssel a fém felületén lévő úgynevezett vezetési elektronokat hullámszerű mozgásra kényszeríthetjük, melyben sűrűsödések és -ritkulások váltják egymást. Ezek hullámhossza pedig rövidebb a gerjesztő fény levegőben megfigyelt hullámhosszánál. A gerjesztett elektron és az általa létrehozott elektromos tér együtt a plazmon.

A magyar kutató a plazmontechnológiára alapozva épített egy mikroszkópot, amely különleges teljesítményre képes. A 680 nanométeres (egy nanométer a méter milliárdod része) fénnyel megvilágítva a speciális "plazmonfelületet", a mikroszkópban egy nanométeres térbeli felbontást sikerült elérni. Hagyományos mikroszkóp esetén ugyanez a 680 nanométeres fény legfeljebb 300-400 nanométeres távolságot tudott megkülönböztetni. A fény hullámhossza ugyanis határt szab az optikai rendszerek felbontóképességének: ha a vizsgált két pont közelebb van, mint a megvilágító fény hullámhosszának a fele, az már egy pontnak látszik. Ez a felbontóképesség határa (azaz a diffrakciós limit), ami az optikai rendszerek egyik hátránya. Ez a határ a Kroó Norbert által új típusú fénynek nevezett jelenség esetében jóval kisebb.

A plazmonok felhasználása nagyon sokrétű lehet, például egy nanoméretű fémgömb felületén is gerjeszthetők - ilyen gömböcskéket sorba rakva azok egymásnak adhatják át a gerjesztést, azaz hullámvezetőt alkotnak. Nanogömbök segítségével lencsét is létrehozhatunk, amely a plazmonfényt akár 1 nanométeres tartományra lefókuszálhatja.

A talán legígéretesebb terület a csipgyártás. Az optikai csipek eddig azért nem terjedtek el, mivel "túl nagyok", hiszen a csipeknek nagyobbaknak kell lenniük, mint a fény hullámhossza. Ha például a látható fényt használjuk, akkor 300-400 nanométernél kisebb felbontást nem lehet elérni. Ennek viszont nincs értelme, hiszen az elektronikus csipek felbontása már 100 nanométer alatt van. Kroó Norbert szerint ilyen csipeket 10-20 éven belül gyártani lehet - az egész attól függ, hogy a hagyományos csipek gyártói mikor térnek át erre. Az új típusú fény másik érdekes tulajdonsága, hogy a félvezetőkhöz hasonlóan itt is létre lehet hozni olyan sávot, amelyben az elektron nem mozoghat. Ilyen tiltott sáv kialakítható a felületi plazmonoknál is, s így elvileg optikai tranzisztort készíthetünk.

Az optikai csipek azért fontosak, mert segítségükkel tetszőleges információs és kommunikációs technológiai feladatokat ellátó rendszerek építhetők. Mivel a fény az elektromos áramnál legalább ötször gyorsabban terjed, ezért az optikai csip egy gyorsabb, s jóval nagyobb kapacitású eszköz lenne - jósol Kroó Norbert.

A plazmonok másik alkalmazási területe a gyógyászat lehet. A houstoni Rice Egyetemen dolgozó Naomi Halas - a magyar származású professzor figyelmét két évtizede éppen Kroó egyik plazmonos előadása terelte erre a területre - irányításával kidolgozott technológia segítségével körülbelül 100 nanométernyi szigetelőgömböket tudnak előállítani. Ezeket vékony aranyréteggel borítják be, majd bejuttatják rákos szövetekbe. A gömböket megvilágító fény ezeken az aranybevonatú gömböcskéken lokalizált felületi plazmonokat hoz létre. Ezek óriási elektromos tere szétroncsolja a rákos sejteket. Mivel üvegszál segítségével, illetve infravörös fénnyel a fény bejuttatható a testbe, ott is el lehet roncsolni a daganatos szöveteket. Az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszer-engedélyezési Hivatal (FDA) a közelmúltban adott engedélyt arra, hogy az eljárást embereken is kipróbálják.

Az újabb és újabb lehetőségek láttán az ipar is élénken érdeklődik. A laborokból kiszabadult az új típusú fény.