Luce fermata per un minuto

La velocità della luce pari, nel vuoto, a circa \(3\times10^8 \frac {m}{s} \) è ineguagliabile e cercare di rallentarla o addirittura fermarla è un'impresa ardua. Alcuni fisici tedeschi utilizzando un cristallo simile al vetro sono riusciti a fermare la luce per circa un minuto. L'esperimento potrebbe portare allo sviluppo di importanti applicazioni nel campo del processamento dei dati con tecnologia ottica. Gli scienziati, inoltre, sono riusciti ad immagazzinare nel cristallo un'immagine trasportata dall'impulso di luce. In precedenza altri gruppi di ricerca avevano condotto degli esperimenti di rallentamento della luce utilizzando speciali cristalli a bassissime temperature riuscendo a fermare degli impulsi per tempi un milione di volte più brevi.
Il setup dell'esperimento è composto da un cristallo simile al vetro drogato con una bassa concentrazione di ioni di praseodimio e due raggi laser, uno di controllo e l'altro da rallentare. Il raggio laser di controllo colpendo il cristallo ne modifica le proprietà ottiche, il secondo raggio entrando nel cristallo in presenza del raggio di controllo, subisce un rallentamento. Spegnendo il raggio di controllo, il secondo laser si arresta. Con tale tecnica i ricercatori sono riusciti a memorizzare nel cristallo un'immagine composta da tre linee a riga. L'immagine può,  poi, essere letta riaccendendo il raggio laser di controllo.
La durata massima di memorizzazione è un indicatore prestazionale importante per le memorie. In mezzi quantizzati i tempi di conservazione sono in genere limitati dalle interazioni stocastiche con l'ambiente.
Il principio fisico su cui si basano questo tipo memorie ottiche è la trasparenza indotta elettromagneticamente (EIT). Esse risentono fortemente degli effetti decoerenti. L'uso di campi magnetici esterni di controllo può ridurre la decoerenza ed aumentare notevolmente i tempi di conservazione delle memorie EIT ma la loro realizzazione può portare a strutture multilivello complesse difficili da preparare in modo perfetto per ottenere tempi di conservazione vicini al limite teorico fissato dal cosiddetto tempo di vita della popolazione.
I ricercatori hanno messo a punto una strategia evolutiva di auto-apprendimento per guidare in modo efficiente una memoria basata su EIT. Attraverso la combinazione di un ciclo di auto-apprendimento finalizzato alla preparazione ottica ottimizzato e ad un migliore disaccoppiamento dinamico, hanno esteso i tempi di conservazione per EIT in un solido drogato a più di 40 s e dimostrato, inoltre, la capacità di archiviazione di immagini da EIT per 1 min. 

Per approfondimenti:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.033601

Nanotubi di carbonio per produrre ologrammi

Ricercatori dell'Università di Cambridge lavorano a tecniche per generare ologrammi sfruttando le qualità conduttive e di dispersione della luce dei nanotubi di carbonio, uno sviluppo che potrebbe portare a proiezioni nitide con una visuale più ampia. I nanotubi di carbonio saranno al cuore dell'industria del futuro e avranno applicazioni sulle celle solari, la cura del cancro e l'imaging ottico. Una delle caratteristiche più sorprendenti dei nanotubi è che sono circa 100 volte più resistenti dell'acciaio con un sesto del peso. I ricercatori del Centro di Materiali Molecolari per Fotonica ed Elettronica dell'Università di Cambridge (CMMPE) hanno  utilizzato dei nanotubi come elementi diffrattivi (i più piccoli mai usati) per creare una proiezione olografica statica della parola "Cambridge" con un ampio campo di visuale ed una straordinaria risoluzione. I nanotubi multiwalled utilizzati in questo studio sono circa 700 volte più sottili di un capello umano e sono ottenuti per crescita verticale su uno strato di silicio attraverso deposizione chimica atomica. I  Ricercatori hanno calcolato un modello di posizionamento per ottenere il nome di "Cambridge" utilizzando una varietà di colori di luce laser, i quali erano stati dispersi dalle strutture su scala nanometrica. Gli ologrammi ottenuti non solo sono di più alta risoluzione, ma sono anche ultrasensibili ai cambiamenti di materia e luce incidente. Con essi si potrà sviluppare una nuova classe di sensori olografici altamente sensibili in grado di percepire distanza, movimento, inclinazione, temperatura e densità dei materiali biologici. 

Per ulteriori informazioni, visitate: www-g.eng.cam.ac.uk/CMMPE