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2012-02-24

Il vetro di Lévy per fotoni superman


Il passaggio della luce attraverso un materiale, per esempio quello delle fibre ottiche, è rallentato dalla resistenza del mezzo stesso. I ricercatori dell’Istituto nazionale per la fisica della materia (Infm-Cnr) e dal Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare dell’Università di Firenze (Lens) hanno ora messo a punto uno speciale tipo di vetro in grado di trasportare i fotoni a velocità superiori a quelle osservate finora nei mezzi tradizionali.
Questo nuovo materiale, cui Nature dedica la copertina, è stato denominato “vetro di Lévy”, perché i fotoni si muovono al suo interno seguendo precisi schemi già noti ai matematici come “voli di Lévy”: si tratta di spostamenti apparentemente disordinati ma non casuali, che possono essere calcolati per descrivere, per esempio, i movimenti di animali predatori, le dinamiche delle migrazioni umane o l’andamento dei mercati azionari.
Il materiale è stato ottenuto miscelando vetro liquido (silicato di sodio), particelle di biossido di titanio (in grado di diffondere i fotoni) e sfere di vetro con diversi diametri. La combinazione di questi tre elementi impone alle particelle di luce di muoversi secondo i criteri descritti dal matematico francese Paul Lévy negli anni Trenta.
“Le proprietà insolite manifestate da questi materiali potranno essere utili per lo sviluppo di rivestimenti ottici innovativi e nuovi dispositivi laser. Ma potranno anche aiutarci a comprendere meglio i processi di trasporto di luce e suono, il comportamento di particelle come gli elettroni e faciliteranno lo studio dei fenomeni complessi che si propagano seguendo i voli di Lévy”, ha spiegato Diederik Wiersma, coordinatore dell’équipe di ricerca.
La prossima sfida, a detta degli autori dello studio, sarà sostituire il vetro con un polimero costruito con gli stessi criteri, in modo da ottenere materiali flessibili con potenziali applicazioni in diversi settori hi-tech, dall'elettronica avanzata alla fotonica.