Una superficie intelligente è in grado di modificare rapidamente le sue proprietà per interagire con la luce e il risultato, ottenuto da una ricerca internazionale con una forte partecipazione italiana, apre la strada ad applicazioni che vanno da sensori di nuova generazione alle telecomunicazioni, fino al calcolo quantistico. Pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, lo studio è stato condotto da Michael Scalora dell'Aviation and Missile Center U.S. Army, con Alessandra Contestabile e Carlo Rizza dell'Università dell'Aquila, Maria Antonietta Vincenti dell'Università di Brescia, Giuseppe Castaldi e Vincenzo Galdi dell'Università del Sannio.
La ricerca si basa su un nuovo approccio avanzato che sfrutta le risonanze naturali di materiali che, a seconda delle loro proprietà dispersive variabili nel tempo, possono generare nuove frequenze e onde superficiali luminose. La superficie intelligente può essere confrontata a una pelle di tamburo che vibra per produrre suoni e che può comportarsi come un interruttore ottico, alterando istantaneamente le sue caratteristiche per generare nuove frequenze luminose. In questo modo riesce a consentire il controllo rapido del comportamento della luce.
Come una spinta sincronizzata che amplifica il moto di un'altalena, questa variazione nel tempo può innescare nuove frequenze luminose, anche in assenza di queste nella sorgente originale.
"Un aspetto particolarmente interessante della ricerca è la possibilità di produrre onde superficiali intrappolate, che rimangono sulla superficie e non si propagano nello spazio come le onde luminose tradizionali. Questo effetto, ottenibile senza l'uso di strutture ottiche convenzionali come prismi o reticoli, apre nuove prospettive per il controllo della luce", commenta Galdi. "Attualmente - osserva Rizza - i risultati includono uno studio teorico e simulazioni numeriche, ma abbiamo identificato diverse piattaforme promettenti per una futura verifica sperimentale".
Il risultato è un importante passo avanti nella comprensione delle interazioni fondamentali della luce e le possibili applicazioni di questa tecnologia sono significative e spaziano dalla sensoristica avanzata alle telecomunicazioni fino al calcolo quantistico.
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