Aperta la via ai materiali del futuro, sapranno fare calcoli

Materiali del futuro ingrado di eseguire calcoli al posto dei computer, grazie alla capacità di controllare la luce non solo nello spazio ma anche nel tempo: sono la frontiera appena aperta dall'esperimento coordinato dall'italiano Riccardo Sapienza, dell'Imperial College di Londra, com/articles/s41567-023-01993-w">pubblicato sulla rivista Nature Physics.

"Questo studio non ci ha fatto imparare cose nuove sulla luce, ma è un esperimento fondamentale, che dimostra fino a dove siamo in grado di controllare questi sistemi", ha detto all'ANSA Riccardo Sapienza. Con Romain Tirole, primo autore dell'articolo, e un altro italiano, Stefano Vezzoli.

L'esperimento ha riprodotto quello che nel 1801 aveva dimostrato che la luce si comporta come un'onda; mentre allora erano state misurate le proprietà della luce nello spazio, l'esperimento recente ha misurato il comportamento della luce nel tempo.

Lo ha fatto indirizzando la luce su un metamateriale, cioè su un materiale che cambia le sue proprietà in pochi quadrilionesimi di secondo. Materiali del genere "non solo cambiano la direzione della luce che li attraversa, ma - ha osservato Sapienza - ne modificano anche il colore" e possono essere attraversati dalla luce solo in momenti specifici. Di qui la possibilità di controllare il comportamento della luce anche nel tempo.

Lo stesso gruppo di ricerca sta ora lavorando ai cosiddetti 'cristalli temporali': mentre i normali cristalli che conosciamo sono formati da strutture che si ripetono nello spazio, i cristalli temporali hanno strutture che variano e si ripetono nel tempo. "I cristalli temporali cambiano continuamente da trasparenti a riflettenti", dice Sapienza: "possono bloccare selettivamente solo alcune frequenze della luce, oppure riescono a intensificarla, e possono essere strutturati anche in modo da imitare un buco nero, per studiare il comportamento della luce".

La strada che si è appena aperta potrà portare a nuove tecnologie per la comunicazione e a sistemi di calcolo basati sulla luce,nei quali le operazioni non sono eseguite da un computer, ma dal materiale stesso, nel futuro anche tecniche per indagare altre questioni fisiche fondamentali, fino alla simulazione di buchi neri.