Un tricorder a raggi T

È 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.

Il 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

( fonte immagine )