Nuovo record mondiale per l’impulso laser

Un team di ricercatori della University of Central Florida ha creato l’impulso laser più breve al mondo, un processo che potrebbe offrire agli scienziati un nuovo strumento per osservare la meccanica quantistica in azione.

Il gruppo di Zenghu Chang, professore del Dipartimento di Fisica della University of Central Florida è riuscito a generare un impulso di luce ultravioletta estrema di 67 attosecondi. Il risultato è stato pubblicato sulle rivista Optics Letters.

Un attosecondo è un quintilionesimo di uno secondo. In altre parole, l’impulso laser realizzato dal team di Chang  avrebbe bisogno di15 milioni miliardi dii impulso per raggiungere uno secondo. Questo risultato è ancora più notevole perché il gruppo l’ha realizzato senza l’uso di dispositivi specializzati come un acceleratore di particelle della lunghezza di un miglio oppure un enorme sincrotone.

“Il successo del Professor Chang nella realizzazione di impulsi sempre più brevi apre una finestra su un mondo finora nascosto in cui potremo guardare gli elettroni che si muovono negli atomi e nelle molecole seguendo le reazioni chimiche quando avvengono. È  stupefacente  immaginare che  saremo in grado di osservare la meccanica quantistica durante  il suo processo”, ha dichiarato Michael Johnson, presidente della Facoltà di Scienze della University of Central Florida.

La meccanica quantistica è una teoria fisica che descrive il comportamento della radiazione, della materia e delle loro interazioni a livello microscopico con particolare riguardo ai fenomeni tipici delle scale di lunghezze o di energie atomiche e subatomiche.

La realizzazione del lavoro di Chang aiuta gli scienziati a capire come i mattoni più piccoli al mondo funzionano effettivamente. La tecnica potrebbe portare gli scienziati anche a capire come l’energia possa essere sfruttata per trasportare i dati, per la  somministrazione mirata di farmaci nella terapia dei tumori o per diagnosticare le malattie. La scoperta segna il primo passo avanti significativo nel campo dell’impulso laser negli ultimi quattro anni.

Gli impulsi di attosecondi sono stati dimostrati  per la prima volta nel 2001. Da allora, gli scienziati di tutto il mondo hanno cercato di generare impulsi sempre più brevi  per capire meglio il mondo subatomico. Il record precedente è stato ottenuto dai ricercatori dell’Istituto Max Planck a Garching, in Germania con un impulso laser di 80 attosecondi nel 2008. Questa è la prima volta che un team americano ha registrato un record in questo campo.

Utilizzando un’energia senza precedente di luce laser, Chang e i suoi colleghi sono riusciti a condurre la loro ricerca in spazi molto più piccoli. Il gruppo di Chang ha creato un tecnica denominata “il reticolo a doppia ottica” (Double Optical Grating) che permette alla luce ultravioletta di tagliarsi in un modo che concentri la massima quantità di energia del più breve impulso possibile di luce. Lo scienziato ha soprannominato la sua tecnica DOG. Oltre alla creazione dell’impulso laser, Chang ha costruito una macchina fotografica rapidissima per misurarlo.

L’Iniziativa dell’Università Multidiciplinare di Ricerca presso il Dipartimento della Difesa e la Fondazione Nazionale della Scienza hanno aiutato a finanziare lo studio, stando a quanto riferisce Science Daily.