Una orquesta sin director en la que los músicos empiezan a tocar al unísono gracias a la acústica común de la sala. Así puede imaginarse la superradiación: multitud de nanocristales excitados, cada uno de los cuales brilla por su cuenta de forma aleatoria, de pronto se sincronizan y emiten un único destello potente y breve. Antes, algo así solo se había logrado ver a temperaturas muy bajas, porque el calor desconcertaba a los «músicos». Ahora los físicos han encontrado la manera de hacerlos tocar coordinadamente a temperatura ambiente, y la clave no fue la temperatura, sino la forma de la mancha de luz.
En el experimento se utilizó una película de pozos cuánticos esféricos de CdS/CdSe/CdS: nanocristales de unos pocos nanómetros en cuyo interior los portadores de carga quedan confinados como en una habitación diminuta. Cuando se dirigía a la película un impulso láser corto, esta empezaba a brillar. Pero el carácter del brillo dependía de la longitud de la franja iluminada. Si la franja era larga (3 mm), la luz se amplificaba a medida que atravesaba el medio, como una voz en un pasillo largo, pero seguía siendo incoherente. Si la franja se acortaba hasta 2.1 mm, aparecían indicios de superradiación: un retardo antes del destello, una reducción del tiempo de subida al aumentar el bombeo y oscilaciones amortiguadas tras el pico, los anillos de Burnham-Chiao.
El resultado principal: el umbral de superradiación con bombeo en franja resultó ser unas 30 veces más bajo que con bombeo puntual. Esto significa que hace falta mucha menos energía para desencadenar la emisión colectiva si se excita una franja corta en lugar de un punto. ¿Por qué ocurre así? El campo óptico que se propaga a lo largo de la franja ayuda a los nanocristales a «sentirse» unos a otros y a alinear sus fases, incluso cuando la ganancia no basta para un efecto láser convencional.
Antes no estaba claro cómo influye la geometría espacial de la excitación en la competencia entre la superradiación y la emisión espontánea amplificada. Ahora se ha demostrado que acortar la franja excitada conmuta el proceso dominante, pasando de la emisión espontánea amplificada a la superradiación. Esto abre el camino hacia fuentes de luz coherentes de bajo umbral basadas en nanocristales coloidales que funcionan a temperatura ambiente. La orquesta empezó a tocar coordinadamente, y el director resultó ser la propia geometría del escenario.
Los anillos de Burnham-Chiao que se observan en el experimento llevan el nombre de los físicos que los predijeron en 1973 como oscilaciones de intensidad tras un destello de superradiación. Estas oscilaciones surgen del intercambio de energía entre la radiación y la polarización colectiva, de forma parecida a las oscilaciones amortiguadas de un péndulo.