Dalle nanoscienze, la misura della luce

Studio del dipartimento di Fisica dell'Università di Trento

E' uno studio che apre importanti prospettive: ad esempio capire se vi sono molecole di gas disperse nell'aria. Ma la ricerca del Dipartimento di Fisica dell'Università di Trento sul comportamento dei fotoni, ovvero le particelle che compongono la luce, può portare ad applicazioni importanti. Ad esempio effettuare monitoraggi ambientali accurati, stabilire comunicazioni satellitari efficienti nello spazio, dare vita a nuovi tipi di semiconduttori. Settori in grande espansione scientifica e tecnologica che ruotano attorno a computer, sensori e metodi di comunicazione sicura del futuro.

Lavorando insieme a Fondazione Bruno Kessler , CNR e Università di Trento, il progetto chiamato Q@TN (ovvero: Quantum at Trento). Per progettare strumentazioni sempre più precise, occorre investire in misurazioni sofisticate che siano capaci di misurare le proprietà dei singoli fotoni. L'idea è stata colorare la luce, in modo da renderla visibile e quindi misurabile con un sensore ottico di quelli che si trovano nei nostri telefonini.

In gergo si chiama “traslazione spettrale”, che è stata dimostrata in uno studio pubblicato nei giorni scorsi sulla prestigiosa rivista Nature Communication. Mattia Mancinelli, Alessandro Trenti , Sara Piccione, dottoranda di fisica al primo anno del Laboratorio di Nanoscienza del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento hanno messo a punto uno speciale traslatore spettrale ad alta efficienza che, abbinato ad un sensore ottico, ha permesso per la prima volta di contare i singoli fotoni.

Il sensore di singoli fotoni dimostrato a Trento, ha alcune caratteristiche che lo rendono adatto a futuri impieghi in ambito industriale: il funzionamento a temperatura ambiente, la facilità di interfacciarsi con la fibra ottica e l’integrazione in un chip di silicio.

«Le applicazioni del sistema che abbiamo sviluppato sono senz’altro interessanti per il settore industriale. Il nostro obiettivo è quello di superare i limiti dei sistemi classici di misurazione, per sviluppare approcci innovativi nell’ambito delle tecnologie quantistiche» commenta Alessandro Trenti.

Il lavoro di ricerca è stato possibile grazie ad una proficua collaborazione tra il laboratorio di Nanoscienze dell’Università di Trento e DTU (Technical University of Denmark).

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30 settembre 2017