В физике известен так называемый эффект Керра - изменение показателя преломления среды, через которую распространяется свет. Как следствие этого эффекта, при движении через среду лазерный импульс совершает своего рода пульсации: сначала из-за эффекта Керра он самофокусируется, а потом, после образования плазмы, расфокусируется из-за этого же эффекта.

Длительность импульса для появления таких пульсаций должна составлять порядка фемтосекунды (10–15 секунды), а мощность, например, для длины волны в 800 нанометров при распространении в воздухе, должна составлять около 3 гигаватт. При этих условиях импульс способен проходить в воздухе значительные - десятки и даже сотни метров - расстояния.

В 1994 году физики впервые продемонстрировали описанный эффект на практике и обнаружили, что движение луча в среде происходит по тонким плазменным нитям, напоминавшим волноводы. Эти нити и получили название филаментов. В 2010 году в Physical Review Aпоявилась работа, в которой ученые показали, что уравнение для эффекта Керра при достаточно больших мощностях должно быть "подправлено", что заметно затруднило анализ явления.

В рамках новой работы ученые взяли в качестве среды фотонный кристалл, изготовленный из стекла, в котором были проделаны особым образом тончайшие каналы. В результате исследователи установили, что параметры возникающих в таком кристалле филаментов можно контролировать. Также они определили, что наиболее предсказуемо ведут себя пары филаментов - физики говорят, что это связано с воздействием одного филамента на окрестность другого и наоборот.

По словам ученых, филаменты (если ученые научатся ими управлять), смогут найти применение при изучении спектральных свойств опасных материалов на расстоянии (например, радиоактивных веществ или расплавов). Также филаменты могут пригодиться при создании так называемых Т-лучей - терагерцового излучения.