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Il cristallo perfetto non diffrange la luce

  Autore: Tiziana Moriconi

  sabato 8 gennaio 2011 ore: 00:00:00 - letto [ 3031 ]

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Il 2011 è appena cominciato e già il mondo della fisica ci regala il primo nuovo materiale dell’anno. Per di più realizzato da ricercatori italiani. La sua caratteristica è decisamente sbalorditiva e si è meritata le pagine di Nature Photonics: non diffrange la luce. Ovvero, la luce lo attraversa in modo rettilineo, senza cambiare l’angolo di propagazione e, quindi, senza allargare il suo cono, creando i noti fenomeni di interferenza.

Chi si intende di ottica e conosce le onde non lineari chiamate solitoni potrebbe dire che la caratteristica non è né nuova né strabiliante. E invece sì. Con i solitoni, la diffrazione non viene eliminata, ma compensata. Questi impulsi di luce, infatti, scavano una guida d’onda: una sorta di corsia preferenziale che funziona come una fibra ottica generata dalla luce stessa. Questo avviene, però, solo per determinate intensità e forme della luce. Inoltre, le dimensioni del raggio “in entrata” non sono mai le stesse di quello “in uscita”, perché il diametro finale dipende da quanto è brillante la luce stessa: un campo di luce molto intenso si contrae più di un campo di luce debole. Il che è un problema quando si tratta di trasferire immagini (nell’imaging o nella microscopia, per esempio): ogni singolo pixel avrebbe dimensioni diverse a seconda della sua intensità luminosa.

Eugenio Del Re, professore di ottica e fotonica all’Università de L’Aquila, ha invece realizzato qualcosa di completamente nuovo. Insieme a Elisa Spinozzi, Claudio Conti dell’ Istituto dei Sistemi Complessi (Isc-Cnr) di Roma, e A. J. Agranat dell’ Hebrew University di Gerusalemme, ha creato un cristallo in grado di cancellare completamente l’effetto della diffrazione. Questo significa che il raggio in ingresso è esattamente lo stesso di quello in uscita, la cui grandezza non dipende più dall’intensità della luce. “Si tratta di un vetro formato da potassio, litio, tantalio e niobato (un sale del niobio), con impurità di rame che conferiscono le proprietà ottiche non lineari”, spiega Del Re a Wired.it. “Quando il materiale si raffredda (dopo che è stato formato il cocktail, ndr.), crea un cristallo apparentemente perfetto. A livello nanometrico, però, si possono distinguere differenti regioni che mostrano arrangiamenti della struttura cristallina lievemente diversi l’una dall’altra. La grandezza e l’ordinamento delle regioni dipende da quanto velocemente viene raffreddato il mix e possono essere controllati”.Per alcune velocità di raffreddamento, i ricercatori hanno ottenuto un materiale che azzera la lunghezza d’onda; questo accade perché le nano-variazioni incidono sulle proprietà non lineari della luce: quelle che, a loro volta, modificano le proprietà ottiche dei materiali che attraversano.

Le applicazioni? Come detto, per ora si intravedono quelle nei campi dell’imaging e della microscopia, dove si punta alla super-risoluzione: “ Stiamo cercando di trasmettere immagini dell’ordine dei micron attraverso un sistema ottico - racconta Del Re - cosa per ora impossibile. Poiché, inoltre, i limiti dei microscopi ottici si devono proprio alla rifrazione, si potrà incrementare la loro risoluzione minima”.



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Fonte
http://www.galileonet.it/articles/4...








 

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