Fonte: LeScienze.it
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Sfruttando la luce di sincrotrone è stato possibile creare un effetto di trasparenza elettromagneticamente indotta nel nucleo di atomi di ferro 57 disposti in strati sottili, ottenendo un interruttore utile per la futura elaborazione ottica dell'informazione, che potrà sfruttare, per memorizzare i dati, anche l'enorme rallentamento della luce realizzato nell'apparato usato per ottenere la trasparenza.
Con un'intensa luce laser di una certa lunghezza d'onda è possibile rendere trasparente alla luce di una lunghezza d'onda un materiale normalmente non trasparente. Questo effetto viene generato da una complessa interazione di luce con il guscio elettronico degli atomi del materiale. Per la prima volta questo effetto di trasparenza è stato dimostrato per il ferro- 57 rispetto alla luce a raggi X da un gruppo di ricercatori della collaborazione DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) che hanno sfruttato l'elevata brillantezza della fonte di luce di sincrotrone PETRA III.
Per ottenere questo risultato, descritto in un articolo sulla rivista "Nature", gli scienziati hanno posizionato due strati sottili di atomi di ferro-57 in una cavità ottica, formata da due specchi paralleli in platino che riflettono più volte i raggi X. I due strati di ferro-57 atomi, ciascuno di circa tre nanometri, sono mantenuti in posizione tra i due specchi in platino da un supporto in carbonio, che è trasparente per la luce a raggi X della lunghezza d'onda utilizzata.
Questo sandwich dello spessore totale di soli 50 nanometri viene illuminato sotto angoli molto stretti con un fascio di raggi X dalla sorgente di luce di sincrotrone PETRA III. All'interno di questo sistema di specchi, la luce è riflessa più volte, generando un'onda stazionaria: quando la lunghezza d'onda della luce e la distanza tra i due strati di ferro sono nei giusti rapporti, il ferro diventa quasi trasparente per la luce a raggi X. In questo caso però, la trasparenza elettromagneticamente indotta coinvolgerebbe interazioni che coinvolgono il nucleo stesso.
Per ottenere questo risultato, descritto in un articolo sulla rivista "Nature", gli scienziati hanno posizionato due strati sottili di atomi di ferro-57 in una cavità ottica, formata da due specchi paralleli in platino che riflettono più volte i raggi X. I due strati di ferro-57 atomi, ciascuno di circa tre nanometri, sono mantenuti in posizione tra i due specchi in platino da un supporto in carbonio, che è trasparente per la luce a raggi X della lunghezza d'onda utilizzata.
Questo sandwich dello spessore totale di soli 50 nanometri viene illuminato sotto angoli molto stretti con un fascio di raggi X dalla sorgente di luce di sincrotrone PETRA III. All'interno di questo sistema di specchi, la luce è riflessa più volte, generando un'onda stazionaria: quando la lunghezza d'onda della luce e la distanza tra i due strati di ferro sono nei giusti rapporti, il ferro diventa quasi trasparente per la luce a raggi X. In questo caso però, la trasparenza elettromagneticamente indotta coinvolgerebbe interazioni che coinvolgono il nucleo stesso.
"Il risultato di realizzare la trasparenza dei nuclei atomici è praticamente l'effetto di trasparenza elettromagneticamente indotta nel nucleo atomico", osserva
Ralf Röhlsberger, primo firmatario dell'articolo. "Senza dubbio, c'è ancora molta strada da fare prima che il primo computer quanto-ottico diventa realtà. Tuttavia, con questo effetto, siamo in grado di eseguire una classe completamente nuova di esperimenti quanto-ottici di alta sensibilità. Con lo European XFEL X-ray laser, attualmente in costruzione ad Amburgo, vi è una reale possibilità di controllare la luce a raggi X con luce a raggi X ".
Gli esperimenti realizzati da DESY anche mostrato un altro effetto oltre a quello di trasparenza elettromagneticamente indotta: la luce intrappolata nella cavità ottica viaggia a una velocità di pochi metri al secondo, contro i normali 300.000 chilometri al secondo.
Ora i ricercatori intendono chiarire fino a che punto si possa rallentare la luce in questo modo, e se è possibile utilizzare questo effetto nell'ambito di un computer quantistico, realizzando, per esempio, la memorizzazione delle informazioni con impulsi di luce estremamente lenta oppure interrotta.
Gli esperimenti realizzati da DESY anche mostrato un altro effetto oltre a quello di trasparenza elettromagneticamente indotta: la luce intrappolata nella cavità ottica viaggia a una velocità di pochi metri al secondo, contro i normali 300.000 chilometri al secondo.
Ora i ricercatori intendono chiarire fino a che punto si possa rallentare la luce in questo modo, e se è possibile utilizzare questo effetto nell'ambito di un computer quantistico, realizzando, per esempio, la memorizzazione delle informazioni con impulsi di luce estremamente lenta oppure interrotta.
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