Un nuovo laser infrarosso, messo a punto da studiosi svizzeri, consentirà di trasmettere dati e avrà applicazioni anche in ambito ambientale e medico.

Finiremo per fare a meno dei cavi che ci portano Internet in casa. Perché proprio attraverso quei cavi si crea il "collo di bottiglia" del trasferimento dei dati, che ci impedisce di scaricare velocemente anche i file più ingombranti. Un'alternativa è l'invio dei bit attraverso un raggio laser infrarosso che dalla sede del provider raggiunge le abitazioni degli utenti.

Problema: i dispositivi esistenti finora operavano a una lunghezza d'onda (circa 1,5 milionesimi di metro) troppo corta. Di conseguenza il raggio del laser veniva assorbito dalle molecole di vapore acqueo sospese nell'aria e nel giro di soli 200 metri diventava inutilizzabile. Ora però un gruppo di ricercatori svizzeri dell'Università di Neuchâtel e dei Politecnici Federali di Losanna e di Zurigo, guidati da Jérôme Faist e Mattias Beck, ha trovato un'alternativa, che ha pubblicato su Sciencexpress, il sito online della prestigiosa rivista Science. Si tratta di un laser infrarosso che impiega radiazione elettromagnetica a 9 milionesimi di metro.

Per la verità i primi studi su dispositivi a lunghezza d'onda maggiore risalivano agli anni Sessanta e impiegavano un laser prodotto in uno speciale contenitore riempito di anidride carbonica. Però erano ingombranti e costosi. Modelli più piccoli ed economici avevano il difetto di scaldarsi moltissimo. Perciò dovevano essere costantemente mantenuti a una temperatura assai inferiore allo zero assoluto.

Non solo: i loro fasci erano pulsanti e non continui, come invece sarebbe necessario per inviare dati. I ricercatori svizzeri hanno però risolto il problema sfruttando un "laser a cascata quantistica", nel quale i fotoni (cioè le particelle che compongono la luce) della radiazione elettromagnetica sono emessi da una cascata di elettroni che attraversano una successione di strati di semiconduttori. L'innovazione consiste nel rimpicciolire lo spazio attraversato dagli elettroni, in modo da ridurre il calore sviluppato, che peraltro viene dissipato immergendo il dispositivo in un eccellente conduttore termico. Risultato: un laser infrarosso che opera a temperatura ambiente e che genera un impulso continuo che non si disperde nell'atmosfera.

Tutto questo soltanto per trasmettere dati? In realtà le applicazioni possibili sono più vaste. Per esempio in spettroscopia, per rivelare determinati gas dispersi nell'aria. Già si possono immaginare impieghi nel rilevamento di inquinanti atmosferici e perfino nella diagnosi di malattie a partire dall'analisi spettroscopica del fiato emesso dalle persone.

Marco Cagnotti

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