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28 Ottobre 2009

Nasce la luce superfluida, senza dispersioni

Logo del Centro Bec di Infm-Cnr di Trento
Bec

Una scoperta che fa prevedere un grande futuro per le comunicazioni ad altissima velocità su fibra, e chip elettro-ottici a basso consumo.
Il frutto dello studio si deve a una collaborazione italo-francese (la scoperta è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Physics) tra Iacopo Carusotto, del centro BEC di INFM-CNR di Trento, il gruppo teorico di Cristiano Ciuti all'Università di Paris 7, e il gruppo sperimentale guidato da Alberto Bramati ed Elizabeth Giacobino presso il Laboratoire Kastler Brossel dell’Università Paris 6.

Viaggiando attraverso l’aria e i materiali più vari, la luce comune viene deviata e dispersa. Dopo un temporale, ad esempio forma arcobaleni. Nella nebbia, si riflette sulle gocce d’acqua in sospensione creando un muro luminoso. Nei cristalli, viene deviata dalle imperfezioni interne che la distorcono e disperdono.
La luce superfluida, invece, sarebbe in grado di attraversare tutti questi materiali senza la minima difficoltà: i fotoni che la compongono, infatti, avrebbero interazioni tra loro talmente forti che la luce stessa comincerebbe a comportarsi come un vero e proprio fluido.

Per individuare la luce superfluida, i ricercatori hanno utilizzato una luce, e un bersaglio da farle attraversare. La luce è un laser altamente stabile, mentre il bersaglio è un piccolissimo semiconduttore di arsenuro di gallio, capace di far passare la luce ma le cui imperfezioni normalmente la degradano. I parametri della luce sono stati variati secondo le indicazioni dei fisici teorici, modificandone il colore e l’intensità, finché la luce superfluida è apparsa proprio come predetto: il laser ha attraversato il semiconduttore − che fino a poco prima ne degradava il fascio − senza la minima interferenza, un comportamento che non era mai stato osservato in precedenza.

Per la luce superfluida si possono prevedere applicazioni brillanti: una luce capace di attraversare indisturbata un materiale può portare a enormi benefici nello sviluppo delle fibre ottiche. E potrebbe permettere non solo il trasporto dell’informazione, come attualmente accade, ma anche la sua elaborazione: enormi quantità di dati potrebbero essere trattate in via ottica da chip ottico-elettronici, a velocità impossibili per l’elettronica attuale.
Nuovi chip velocissimi e capaci di risparmiare molta energia rispetto agli attuali. Un risparmio enorme se si pensa ai miliardi di chip utilizzati al mondo, tra computer, telefoni, televisori e automobili.