Misurare la luce, senza assorbire fotoni

È possibile misurare l’intensità della luce senza utilizzare nemmeno un fotone? Sembra impossibile, eppure è proprio quello che hanno fatto Francesco Morichetti e Marco Carminati, due giovani ricercatori del Politecnico di Milano, che hanno realizzato e brevettato il primo “osservatore di luce” non invasivo, che non necessita di assorbire fotoni. Una scoperta estremamente importante nel campo dell’elettronica, come messo in evidenza anche da un articolo su Nature Photonics.

Il dispositivo realizzato dai due ricercatori è costituito da due contatti metallici (solitamente d’oro) del diametro di un capello (100 micrometri) e posti ben distanti dal fascio di luce per non perturbarne le caratteristiche. Una misurazione a distanza, senza contatto, ma allo stesso tempo così sensibile da permettere di “spiare i fotoni”, seguirne le orme, sapere dove e quando sono passati.

La scoperta apre molteplici scenari, perché aumenta le nostre capacità di manipolare i segnali luminosi e sfruttarne appieno le potenzialità, e allo stesso tempo compie un grande passo verso la penetrazione delle tecnologie fotoniche nella vita di tutti i giorni. Si avvicina infatti la possibilità di realizzare biochip fotonici in grado di ospitare su un’area di pochi millimetri quadrati centinaia di sensori per analisi simultanee, veloci e a basso costo, da utilizzare in campo medico (analisi delle mutazioni del Dna, rilevazione di agenti patogeni…), della sicurezza e del settore agroalimentare. In sostanza, dei veri e propri laboratori miniaturizzati su un singolo chip.

Nel settore dell’informazione, questa invenzione contribuirà alla realizzazione di sistemi di interconnessione ottica ad altissima capacità, oggi considerati la soluzione più promettente per una crescita sostenibile del traffico dati, destinato a scontrarsi con il continuo aumento di consumo di energia dei sistemi tradizionali di connessione elettrica. Sono in molti a scommettere che il futuro delle comunicazioni tra banche dati, server, schede elettroniche e perfino processori è nei fotoni.

Ma per fare tutto questo in modo efficiente, serve poter osservare i fotoni senza distruggerli, per non distruggere anche l’informazione. Oggi sappiamo come fare.

Riferimenti: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=6712121

Credits immagine: Martin Fisch/Flickr

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