الليزر العادي هو رنان (resonator) يتردد فيه الضوء بين مرآتين ويتضخم. لكن يمكن الاستغناء عن المرايا وجعل الضوء يدور في جسيم متناهٍ في الصغر أصغر من موجة الضوء نفسها. هكذا تعمل الليزرات الجديدة المصنوعة من جسيمات نانوية لفوسفيد الإنديوم الهيدروجين موضوعة على ذهب أملس تمامًا.

جسيمات يتراوح طولها بين 115 و480 نانومترًا — أي أرق بمئات المرات من شعرة الإنسان — وُضعت على ركيزة ذهبية مصقولة حتى النعومة الذرية. عندما تُضاء هذه الجسيمات بنبضات قصيرة، ينشأ فيها التعبير الجيني العشوائي إشعاع ليزري — ضوء مترابط يُبعث ليس في اتجاه عشوائي بل على طول السطح الذهبي. أصغر ليزر في التجربة أصدر ضوءًا بطول موجة 730 نانومترًا. هذا ضوء أحمر داكن، على الحدود تقريبًا مع الأشعة تحت الحمراء.

الحيلة الأساسية هي العمل بالقرب من التحليل الطيفي رنين البلازمون السطحي. هذا هو الاسم الذي يطلق على الاهتزازات الجماعية للإلكترونات عند السطح الفاصل بين المعدن والعازل، والتي يمكنها ضغط الضوء في حجوم صغيرة للغاية. كان يُعتقد سابقًا أن الخسائر قرب الرنين كبيرة جدًا، لكن المؤلفين أظهروا أنه إذا استُخدمت مادة ذات كسب عالٍ جدًا — وهو فوسفيد الإنديوم المذكور — فإن التوليد الليزري ممكن. علاوة على ذلك، كلما ابتعد طول الموجة عن الرنين، كان خط الإشعاع أضيق وطاقة العتبة للضخ أقل. في الجسيمات الأكبر حجمًا، أمكن إثارة الرتبتين الثانية والثالثة من أنماط البلازمون — إذ كان الضوء داخل الجسيم يشكل عقدتين أو ثلاث عقد من الموجة المستقرة بدلًا من عقدة واحدة.

هذا النهج يوسع حدود تصغير الليزرات. يمكن استخدامها لنقل البيانات فائق السرعة داخل رقاقات الحاسوب، أو كحساسات فائقة الحساسية قادرة على التقاط جزيئات مفردة، أو كرموز شريطية ضوئية لتتبع الخلايا في التجارب البيولوجية. وكل ذلك في جهاز ليس أثخن من خيط العنكبوت.