In astronomia si sta aprendo una nuova era grazie all'applicazione di rivoluzionari concetti derivanti da nuove scoperte fatte nella teoria del campo elettromagnetico, quali le vorticità ottiche, oppure delle conoscenze e tecnologie della meccanica quantistica, che vanno dall’ottica classica e quantistica fino all’impiego di nanotecnologie per generare e analizzare nuove informazioni codificate nella luce proveniente dai corpi celesti.
In questo promettente ambito si è formato un gruppo di ricerca, improntato alla collaborazione multidisciplinare fra astronomia, fisica della materia, fisica teorica e nanotecnologie, composto da Fabrizio Tamburini, Cesare Barbieri, Antonio Bianchini e Filippo Romanato dell’Università di Padova, con la collaborazione di Bo Thidé dell’Università di Uppsala (Svezia). Partecipano al progetto anche gli studenti di dottorato Elettra Mari ed Anna Sponselli e ha partecipato anche Gabriele Anzolin ora all’ICFO a Barcellona. Il gruppo è stato uno dei primi ad applicare con successo in astronomia ed astrofisica il concetto di vorticità ottica classica e quantistica del campo elettromagnetico. In pratica Ia luce dotata di questo “momento angolare orbitale” si propaga attorcigliando i vettori del campo un numero intero di volte nello spazio di una lunghezza d’onda, come se fosse un fusillo. Il concetto non è proprio elementare ed immediato, pertanto si deve rimandare il lettore allo scritto di approfondimento accompagnato da una bibliografia essenziale.
Grazie a queste proprietà della luce in futuro sarà possibile arrivare a fotografare dei pianeti di tipo terrestre attorno ad altre stelle con l’aiuto di grandi telescopi e a misurare la rotazione dei buchi neri.
Questo nuovo grado di libertà del campo elettromagnetico promette delle ricadute importanti anche nella vita quotidiana: la vorticità del campo elettromagnetico rivoluzionerà il mondo delle telecomunicazioni implementando un numero idealmente illimitato di canali in una sola frequenza, distinguendoli per gradi di vorticità. Il gruppo di ricerca ha inoltre scoperto che si può aumentare il potere risolutivo di telescopi e microscopi, distinguendo così un numero di dettagli almeno dieci volte maggiore, con ricadute importanti anche nella biologia e medicina.
Le ricerche sono state presentate al Celsius Symposium di Uppsala del 2010, per la Celsius-Linnaeus lecture, dedicata quest’anno alla ricerca in fisica quantistica e alla vita artificiale. Una ribalta internazionale aperta a tutto il mondo accademico dove vengono convocati, in presenza dei membri della commissione Nobel, i più promettenti ricercatori. I Celsius lecturer principali erano Anton Zeilinger, il realizzatore del teletrasporto quantistico, Sir Michael Berry, uno dei massimi esponenti della fisica quantistica, e Fabrizio Tamburini, del Dipartimento di Astronomia dell’Università di Padova. Il Linnaeus lecturer è stato Craig Venter, che di recente è balzato agli onori delle cronache per le sue ricerche innovative sulla vita artificiale.
Vortici ottici generati dalla stella doppia Rasalgethi
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