Fonte: Le ScienzeE' in grado di produrre onde sonore coerenti ad altissima frequenza, nell'ordine dei terahertz.
E' nato dalla curiosità di alcuni ricercatori, ma il “Saser”, un nuovo tipo di “laser” in grado di generare onde sonore coerenti a frequenze ultraelevate al posto di onde luminose, si candida a essere una tecnologia dalle numerosissime applicazioni.
L'apparecchiatura, descritta in un articolo sulla rivista "Physical Review B", è stata messa a punto da un gruppo di fisici dell'Università di Nottingham con colleghi del Lashkarev Institute of Semiconductor Physics di Kiev, in Ucraina, e produce un intenso fascio di onde sonore uniformi a scala nanometrica.
Mentre il laser sfrutta pacchetti di onde elettromagnetiche, i fotoni, il Saser usa pacchetti di onde sonore detti fononi. Nel laser il fascio di fotoni viene prodotto stimolando gli elettroni con una fonte di energia esterna in modo che rilascinio energia quando entrano in collisione con un altro fotone all'interno di una cavità ottica altamente riflettente. In questo modo si può generare un fascio di luce laser coerente e controllabile nel quale tutti i fotoni hanno la stessa frequenza.
Il Saser imita questa tecnologia per produrre un fascio sonoro di fononi che viaggia non attraverso una cavità ottica ma un “supereticolo” costituito da 50 strati alternati di due materiali superconduttori, arseniuro di gallio e arseniuro di alluminio, dello spessore ciascuno di pochi atomi. Quando vengono stimolati da una fonte di energia, un fascio di luce, i fononi si moltiplicano continuando a rimbalzare fra gli strati del reticolo fino a sfuggire dalla struttura sotto forma di un fascio di fononi a frequenza ultraelevata.
Il fascio di onde acustiche coerenti prodotto ha una lunghezza d'onda dell'ordine dei nanometri, facendo del Saser il primo apparecchio in grado di produrre onde acustiche nello spettro di frequenza dei terahetz. Il superreticolo può essere modificato in modo da manipolare le onde sonore emesse.
Una delle possibili applicazioni del Saser è rappresentata dalla possibilità di ottenere sonogrammi per osservare eventuali difetti in oggetti microscopici, come per esempio i chip. Il fascio Saser può essere poi impiegato per la produzione di apparecchiature di imaging medica, trasformando il suo segnale in onde elettromagnetiche. Sfruttandone l'elevata intensità, il Saser può anche essere sfruttato per alterare le proprietà elettroniche di nanostrutture e per creare clock di computer migliaia di volte più veloci.
“Il nostro lavoro è stato stimolato dalla pura curiosità scientifica, ma abbiamo la sensazione che questa tecnologia abbia la potenzialità di trasformare il campo dell'acustica nello stesso modo in cui il laser ha completamente trasformato l'ottica nei 50 anni che sono passati dalla sua invenzione”, ha detto Anthony Hent, che ha diretto la ricerca. (gg)
L'apparecchiatura, descritta in un articolo sulla rivista "Physical Review B", è stata messa a punto da un gruppo di fisici dell'Università di Nottingham con colleghi del Lashkarev Institute of Semiconductor Physics di Kiev, in Ucraina, e produce un intenso fascio di onde sonore uniformi a scala nanometrica.
Mentre il laser sfrutta pacchetti di onde elettromagnetiche, i fotoni, il Saser usa pacchetti di onde sonore detti fononi. Nel laser il fascio di fotoni viene prodotto stimolando gli elettroni con una fonte di energia esterna in modo che rilascinio energia quando entrano in collisione con un altro fotone all'interno di una cavità ottica altamente riflettente. In questo modo si può generare un fascio di luce laser coerente e controllabile nel quale tutti i fotoni hanno la stessa frequenza.
Il Saser imita questa tecnologia per produrre un fascio sonoro di fononi che viaggia non attraverso una cavità ottica ma un “supereticolo” costituito da 50 strati alternati di due materiali superconduttori, arseniuro di gallio e arseniuro di alluminio, dello spessore ciascuno di pochi atomi. Quando vengono stimolati da una fonte di energia, un fascio di luce, i fononi si moltiplicano continuando a rimbalzare fra gli strati del reticolo fino a sfuggire dalla struttura sotto forma di un fascio di fononi a frequenza ultraelevata.
Il fascio di onde acustiche coerenti prodotto ha una lunghezza d'onda dell'ordine dei nanometri, facendo del Saser il primo apparecchio in grado di produrre onde acustiche nello spettro di frequenza dei terahetz. Il superreticolo può essere modificato in modo da manipolare le onde sonore emesse.
Una delle possibili applicazioni del Saser è rappresentata dalla possibilità di ottenere sonogrammi per osservare eventuali difetti in oggetti microscopici, come per esempio i chip. Il fascio Saser può essere poi impiegato per la produzione di apparecchiature di imaging medica, trasformando il suo segnale in onde elettromagnetiche. Sfruttandone l'elevata intensità, il Saser può anche essere sfruttato per alterare le proprietà elettroniche di nanostrutture e per creare clock di computer migliaia di volte più veloci.
“Il nostro lavoro è stato stimolato dalla pura curiosità scientifica, ma abbiamo la sensazione che questa tecnologia abbia la potenzialità di trasformare il campo dell'acustica nello stesso modo in cui il laser ha completamente trasformato l'ottica nei 50 anni che sono passati dalla sua invenzione”, ha detto Anthony Hent, che ha diretto la ricerca. (gg)
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