Mie gilt nie: Grenzen und Erweiterungen der Theorie von Mie

Fast alle physikalischen Eigenschaften von nanostrukturierter Materie unterscheiden sich von denen der zugehörigen makroskopischen Materialien, und das umso mehr, je kleiner deren Abmessung wird. Die optischen Eigenschaften gehören zu denjenigen, die sich am stärksten ändern. Diese Erkenntnis geht zurück ins 19. Jahrhundert, und im Jahre 1908 leitete Gustav Mie für den Spezialfall kugelförmiger Nanopartikel beliebiger Teilchengröße aus den Maxwellschen Gleichungen eine exakte Lösung des Problems des linearen optischen response (Transmission, Absorption und Streuung) ab. Heute wird im Zuge der Entwicklung von Nanowissenschaften und Nanotechnologie diese Miesche Theorie in weitem Rahmen angewendet. Allerdings ist der Vergleich mit Experimenten nur einschränkt möglich, weil die Natur mit vielen in der Theorie gemachten Annahmen nicht übereinstimmt. Dies gilt beispielsweise in besonderem Maße für sehr kleine Edelmetallcluster, sodass man sagen kann, für diese gelte die (ursprüngliche) Mie-Theorie nie. Im Laufe des letzten halben Jahrhunderts wurde jedoch die ursprüngliche Mie-Theorie durch eine große Anzahl von Ergänzungen und Korrekturen weiterentwickelt, sodass sie in dieser Form aktuelle Experimente der Nanooptik voll zu beschreiben vermag.