Un team di ricercatori ha realizzato un nuovo tipo di fibra ottica in grado di trasportare più informazioni rispetto a quella convenzionale. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, apre importanti prospettive per la medicina oltre che per le telecomunicazioni

Avete mai visto un raggio laser nella nebbia? Se non v’è mai capitato, provate a immaginare che la sua luce si propaga in tutte le direzioni, un po’ come accade con l’acqua quando penetra una spugna. In certe condizioni, però, si verifica un fenomeno particolare (chiamato “localizzazione di Anderson”) per il quale la normale diffusione delle onde è frenata da un forte disordine (come una nebbia molto densa) che costringe queste onde in una zona piuttosto limitata; un po’ come la pallina di un flipper (per chi si ricorda cos’è…) che rimbalza in tutte le direzioni, ma senza poterne uscire. Quando questo accade il fascio laser può essere localizzato e “intrappolato” formando punti molto luminosi e concentrati.

Sfruttando questo fenomeno, un team di ricerca internazionale ha sviluppato un nuovo tipo di fibra ottica (simile a quella che porta il segnale internet nelle case), in cui viene creata una via di fuga per la luce intrappolata, che segue il percorso desiderato e rimanendo concentrata, invece di diffondere in tutte le direzioni. Questa tecnica apre importanti prospettive per le applicazioni dei laser nelle telecomunicazioni (tecnologie fotoniche, quantistiche) e in medicina, in particolare per la chirurgia laser.

Lo studio, condotto dall’Istituto dei sistemi complessi (Isc-Cnr) e dall’Istituto per i processi fisico chimici (Ipcf-Cnr) del Consiglio nazionale delle ricerche, in collaborazione con l’Istituto italiano di tecnologia, il Dipartimento di Fisica della Sapienza, e l’Università del Wisconsin è stato appena pubblicato sulla rivistaNature Communications.

«Abbiamo sviluppato un nuovo tipo di fibra che può trasportare in principio più informazione rispetto alle fibre ottiche convenzionali» spiega Marco Leonetti del laboratorio di Fotonica dell’Istituto dei sistemi complessi Cnr presso il Dipartimento di Fisica della Sapienza. «La fibra – precisa – è formata da tubi di un materiale simile alla comune plastica disposti in maniera disordinata, come una manciata di fiammiferi o di spaghetti all’interno di una scatola».

I segnali luminosi che viaggiano su queste linee di trasmissione portano più informazioni rispetto alle fibre ottiche convenzionali in cui soltanto un canale spaziale di luce attraversa la fibra. L’interno disordinato della fibra fa sì che (per effetto appunto del fenomeno della localizzazione di Anderson) il raggio di luce venga bloccato in spazi piccolissimi, dove rimane intrappolato. A questo punto i ricercatori, grazie a un modulatore di luce spaziale, sono riusciti a concentrare la luce e a controllare la forma del fascio luminoso. La focalizzazione ottenuta attraverso la localizzazione di Anderson e il modulatore permetterà in pratica di fabbricare una nuova generazione di fibre per tecnologie altamente sofisticate.

«In chirurgia, si può utilizzare una fibra ottica per trasportare un fascio laser – sottolinea Claudio Conti, direttore dell’Istituto dei sistemi complessi del Cnr – e realizzare tagli molto precisi, uniti a un effetto coagulante. Il taglio è tanto più preciso quanto più la luce è focalizzata e le nuove fibre potrebbero migliorare la precisione di questo bisturi laser. Nel campo delle telecomunicazioni le fibre consentirebbero di trasmettere più segnali nella stessa linea di trasmissione utilizzando i diversi canali spaziali creati al loro interno dalla forma disordinata».

Fonte: healthdesk.it