الضوء العادي ينتشر في كل الاتجاهات، مثل الماء المنسكب من كأس مكسور. لكن في بعض البلورات، تستطيع موجات الضوء أن تتجمع في أشعة ضيقة وتتدفق في اتجاه واحد فقط — مثل الماء في ميزاب. درس الفيزيائيون مثل هذه المادة: أكسيد الفاناديوم الطبقي α-V2O5.
في هذه البلورة، تهتز الذرات بشكل مختلف على طول الطبقات وعبرها. ولهذا، يتصرف الضوء الذي يدخل داخلها بشكل غير عادي: الموجات التي تسير في اتجاهات مختلفة تلغي بعضها البعض، ويبقى شعاع واحد فقط. إنه يشبه نفاثة رفيعة لا تنتشر. وقد التقط العلماء هذه الأشعة باستخدام مجهر تحت أحمر فائق الدقة.
تُسمى هذه الخاصية بقنوات البولاريتونات (polariton canalization). البولاريتون هو مزيج من موجة ضوئية واهتزازات ذرية. في α-V2O5، تتجمع هذه الموجات المختلطة تلقائيًا في قنوات دون أي معالجة إضافية للمادة. سابقًا، كان يتطلب الأمر أجهزة معقدة أو تغيير البلورة نفسها.
هذا السلوك للضوء يبشر بإمكانيات جديدة في البصريات النانوية: يمكن التحكم بالضوء على مقاييس أصغر بمئات المرات من سمك شعرة الإنسان. الأشعة لا تتشتت، وتسير بدقة على المسار المحدد — مثل قضبان للضوء.
سمك شعاع الضوء في هذه البلورة يبلغ حوالي 50 نانومترًا، أي أرق بألف مرة من شعرة الإنسان.
في مسلسل «ستار تريك»، تُستخدم أشعة الضوء لنقل الطاقة والمعلومات؛ ومثل هذه التدفقات الضوئية الموجهة في البلورات هي خطوة نحو هذه التقنيات.