Luca Annunziata

Un tricorder a raggi T

E non solo. Un nuovo dispositivo laser sviluppato negli USA promette analisi chimiche e mediche senza effetti collaterali. Un lavoro a cui ha contribuito uno scienziato italiano

Roma - ╚ il primo laser a raggi T, vale a dire una particolare frequenza dello spettro infrarosso, operante a temperatura ambiente. L'hanno realizzato i ricercatori dell'Università di Harvard, tra i quali spicca il nome del fisico italiano Federico Capasso. Un traguardo importante, che consentirà di realizzare avanzati scanner chimici e strumenti elettromedicali di nuova generazione.

L'emettitore a temperatura ambiente di laser a raggi TIl nuovo laser a raggi T copre appunto le frequenze nell'ordine di grandezza dei Terahertz, in particolare le lunghezze d'onda comprese tra 30 e 300 Angstrom. Fino ad oggi, tuttavia, gli unici dispositivi in grado di generare questo tipo di radiazione necessitavano di complessi sistemi di raffreddamento criogenico, risultando in pratica inutilizzabili al di fuori del ristretto ambito accademico e della ricerca.

Quanto realizzato nei laboratori di Harvard è invece un dispositivo che opera a temperatura ambiente: "Il nostro apparecchio emette raggi T a diverse centinaia di nanowatt di potenza - spiega Mikhail Belkin, coautore dello studio - e ha la capacità di arrivare a diversi microwatt sfruttando refrigeratori termoelettrici comunemente in commercio". Secondo Belkin, inoltre, ottimizzando la nanostruttura dei semiconduttori con i quali è realizzato il dispositivo sarà possibile ottimizzare notevolmente l'efficienza, raggiungendo diversi milliwatt di potenza complessiva.
Per eludere il problema del raffreddamento estremo, i ricercatori hanno ribaltato la questione: invece di concentrarsi nella creazione di un apparecchio in grado di emettere direttamente raggi T, hanno invece utilizzato un laser infrarosso a cascata quantica (Quantum Cascade Laser, realizzato per la prima volta proprio da Capasso nel 1994) che emette una radiazione a due diverse frequenze. Combinando assieme i due segnali è possibile ottenere un laser da 5THz, equivalente alla differenza tra le due frequenze generate dal QCL.

Proprio Capasso chiarisce l'importanza di questa scoperta: "I sensori a tecnologia Terahertz sono un settore molto promettente, che necessita di dispositivi compatti, flessibili e trasportabili per aumentare la propria importanza: la nostra apparecchiatura fa un passo proprio in questa direzione". La realizzazione del dispositivo non necessita di alcun particolare metodo di costruzione innovativo, essendo basato su un affermato e diffuso metodo di realizzazione dei semiconduttori denominato Molecular Beam Epitaxy.

Tra le doti dei raggi T c'è la capacità di penetrare facilmente attraverso carta, cartone, stoffa e molti altri materiali. L'ideale per una nuova generazione di fantascientifici apparecchi di scanning per aeroporti e controlli di sicurezza in generale, utili a scovare armi e materiali pericolosi. Ma questa tecnologia potrebbe rivelarsi utile anche in campo medico: una sorta di TAC a raggi T consentirebbe di effettuare la diagnostica per immagini senza particolari effetti collaterali per i pazienti.

Luca Annunziata

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