Nobel per la fisica 2014 alla luce blu

Dopo quantum computing e bosone di Higgs , nel 2014 tocca al LED blu: il diodo a emissione di luce ha garantito a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura il massimo riconoscimento nel campo della ricerca scientifica. A loro tre il Nobel per la fisica quest’anno, in virtù del “contributo a creare la luce bianca in modo completamente nuovo per il beneficio di tutti”.

L’invenzione dei tre scienziati giapponesi era sfuggita all’industria dell’elettronica per decenni, sin dagli anni ’50: solo all’inizio degli anni ’90 i tre sono riusciti, grazie alla loro perseveranza, a produrre il primo LED in grado di emettere luce nelle frequenze del blu. Fino a quel momento rosso e verde erano ampiamente alla portata di qualsiasi azienda e laboratorio, ma l’ultimo tassello sfuggiva a tutti: senza era impossibile utilizzare la classica combinazione RGB (Red-Green-Blue) per riprodurre la luce bianca e sfruttarla per diversi scopi. Oggi grazie a questa tecnologia ci sono display LCD sottilissimi e a basso consumo che consentono di avere smartphone incredibilmente potenti nelle tasche, o TV giganti con diagonali da 1 metro e mezzo che allietano gli spettatori nei salotti di mezzo mondo.

Il valore maggiore della scoperta di Akasaki, Amano e Nakamura è però legato all’illuminazione artificiale, quella per rischiarare il buio della notte: una lampadina basata su LED invece di filamenti incandescenti o tubi fluorescenti consuma appena 1 watt per produrre fino a 300 lumen, un valore di almeno un ordine di grandezza superiore a quello delle tecnologie precedenti e compatibile con fonti di alimentazioni alternative ai classici impianti elettrici domestici presenti nei paesi occidentali. Con un piccolo pannello fotovoltaico si può accumulare abbastanza energia durante il giorno per tenere accese le lampadine a LED di notte, e questo equivale a fornire illuminazione alle località più remote nei paesi più poveri del globo. Una faccenda che coinvolge almeno 1,5 miliardi di individui sulla Terra.

I tre scienziati giapponesi premiati oggi sono riusciti a ricavare un diodo in grado di emettere luce da un semiconduttore a base di nitruro di gallio nella parte più bassa dello spettro del visibile: fino a quel momento il materiale in questione era ritenuto promettente ma di difficile produzione, eppure i tre riuscirono indipendentemente a studiare un metodo per il suo accrescimento. Akasaki e Amano lavoravano assieme, Nakamura da solo: grazie ai rispettivi lavori con substrati a base alluminio o indio, nel corso degli anni ’90 del secolo scorso i tre produssero diodi sempre più efficienti e perfezionati, semplificando il processo per ricavare la struttura del semiconduttore e sintetizzarlo anche a bassa temperatura. Riuniti in un solo team gli scienziati giapponesi elaborarono anche un laser a luce blu: la lunghezza d’onda ridotta del fascio di luce concentrata ha consentito di sviluppare una tecnologia di immagazzinamento dati che in seguito avrebbe portato alla creazione dei dischi Blu-ray.

Quest’anno la Fondazione Nobel ha deciso quindi di premiare scoperte e invenzioni che hanno avuto grande impatto nella vita quotidiana: i LED blu sono tra queste, senza di essi non ci sarebbero gli ormai onnipresenti smartphone e laptop, e l’elettronica sarebbe ancora relegata agli ingombranti e assetati tubi catodici. Senza contare dell’enorme impatto che la conversione dell’illuminazione domestica e urbana ai LED potrebbe avere sui consumi e quindi sull’inquinamento su scala globale.

Luca Annunziata