'Una goccia di polimero liquido illuminata da un fascio laser visibile’

Una ricerca dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr ha dimostrato la possibilità di intrappolare un fascio luminoso al suo interno e di eccitare onde acustiche di superficie con le caratteristiche di emissione intensa e coerente di un laser. Lo studio delle onde così generate permette di analizzare il liquido utilizzato, di natura biologica e non, con importanti ricadute in ambito medico, chimico e ambientale. I risultati sono pubblicati su Physical Review Letters

Una ricerca dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ino-Cnr) di Napoli ha mostrato la possibilità di realizzare un vero e proprio laboratorio all’interno di una goccia liquida generando onde ad altissima frequenza sulla superficie delle stesse. Lo studio, svolto in collaborazione con il Technion Israel Institute of Technology di Haifa, è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters in evidenza come Editor’s Suggestion.
“Le onde generate sulla superficie della goccia hanno le stesse caratteristiche di emissione intensa e coerente di un laser, ma corrispondono in questo caso a vibrazioni ad alta frequenza, nel range ultrasonico-ipersonico, anziché a fotoni”, commenta Gianluca Gagliardi, ricercatore Ino-Cnr. “Il risonatore optomeccanico così realizzato si comporta come un vero e proprio micro-oscillatore, pur essendo costituito interamente da liquido mantenuto in forma sferica dalla sola tensione superficiale, che garantisce una regolarità superficiale quasi perfetta rendendo la goccia così un risonatore ottico ideale. Quando la quantità di liquido in gioco è inferiore a un determinato livello, tipicamente un microlitro (un milligrammo), la forza di gravità ha un effetto sostanzialmente trascurabile rispetto alla tensione e quindi la goccia può essere manipolata agevolmente e tenuta sospesa ad un capillare o poggiata su una superficie senza che questo perturbi in modo importante la sua sfericità. In questo modo, un oggetto così semplice e comune in natura viene trasformato in un sofisticato elemento ottico, al pari di un dispositivo costituito da materiale solido, come lenti e specchi”.
La gocciolina “in virtù della sua perfezione e della trasparenza del liquido consente, se illuminata da un laser in direzione tangenziale, di mantenere la luce intrappolata lungo traiettorie equatoriali per un tempo migliaia di volte più lungo che in condizioni normali”, continua il ricercatore. “Non solo. La goccia si comporta come risonatore acustico in cui parte dell’energia trasportata dalla luce si trasferisce alla superficie per eccitare onde ultrasoniche e ipersoniche, amplificate al suo interno come nella cupola di una chiesa”.

Un studio coordinato dall’Università di St. Andrews (Uk) e svolto in collaborazione con lo Iom-Cnr di Trieste, il Max Planck Institute di Dresda e l’Università di Heidelberg ha mostrato come implementare, grazie alle proprietà energetiche delle superfici, l’efficienza di dispositivi che fanno uso della spintronica. Il lavoro, pubblicato su Nature, aprirà la strada a innovazioni nel campo delle nanotecnologie

Le superfici dei materiali presentano caratteristiche uniche perché gli elettroni si comportano in maniera molto differente rispetto alla struttura interna. Per esempio è possibile che un materiale completamente isolante abbia una superficie conduttrice o viceversa. Uno studio internazionale che coinvolge l’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Iom-Cnr) di Trieste mostra come impiegare queste diverse caratteristiche nel campo delle nanotecnologie. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Nature, è stato coordinato dall’Università di St. Andrews (Uk) e svolto in collaborazione con il Max Planck Institute di Dresda, l’Università di Heidelberg. “Le proprietà di superfici dei materiali mostrano comportamenti molto interessanti. Nella nostra ricerca ne facciamo uso per implementare un campo di ricerca innovativo: la spintronica, che utilizza le proprietà dello spin, una forma di momento angolare associato in meccanica quantistica a tutte le particelle costituenti la materia”, spiega Ivana Vobornik, ricercatrice Iom-Cnr. “Mentre, i dispositivi elettronici si basano sull’abilità di manipolare la posizione degli elettroni grazie a un campo elettrico, in maniera analoga, i dispositivi che utilizzano la spintronica si basano sulla possibilità di manipolare lo spin delle particelle utilizzando un campo magnetico, con il risultato di trasferire ed archiviare dati in maniera molto più efficiente e veloce”.

Al via la missione coordinata dal Politecnico di Torino per svelare grazie al geo-radar il mistero di una delle tombe più affascinanti e discusse della Valle dei Re

Dopo quasi un anno di attesa, i ricercatori di Archeo-Fisica del Politecnico di Torino hanno finalmente ottenuto il via libera dall’Egitto per le misure geo-radar decisive dall’interno della Tomba di Tutankhamun (in codice: KV62) nella Valle dei Re a Luxor. Le misure saranno condotte tra il 31 gennaio e il 6 febbraio 2018 e avranno l’obiettivo di verificare l’eventuale presenza di spazi vuoti e/o di corridoi nascosti dietro le pareti della camera funeraria di Tutankhamun. Secondo una teoria avanzata dall’egittologo inglese Nicholas Reeves, la tomba KV62 potrebbe essere, infatti, parte di una più ampia tomba appartenente forse alla Regina Nefertiti. Secondo il professor Franco Porcelli, coordinatore del gruppo di ricerca che fa capo al Politecnico di Torino, i tre diversi sistemi radar di ultima generazione che saranno utilizzati sono in grado di fornire una risposta sicura al 99% riguardo all’esistenza di strutture nascoste di rilevanza archeologica adiacenti alla tomba di Tutankhamun.

Avere celle solari così sottili ed efficienti da poter essere inserite in tende o indumenti… ora questa possibilità è più vicina grazie al lavoro di ricerca dell’Università di Cambridge. Il Gruppo guidato dal prof. Richard Friend ha condotto gli studi in questo campo presso la facility europea CUSBO del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, parte del network Laserlab-Europe. La fruttuosa collaborazione tra Politecnico e Cambridge ha permesso di studiare celle fotovoltaiche basate su un materiale chiamato “perovskite”, che consente di realizzare celle mille volte più sottili di quelle al silicio, rendendole quindi molto flessibili e potenzialmente più efficienti. Quando la luce solare colpisce una cella fotovoltaica, le particelle di luce (o fotoni), vengono convertite in elettroni. I ricercatori hanno misurato per quanto tempo gli elettroni prodotti mantengono i loro più alti livelli di energia (elettroni caldi) prima di scontrarsi e perderla. Dopo che la luce è stata inizialmente assorbita dalla cella lo studio ha rivelato che gli eventi di collisione fra elettroni iniziano a verificarsi tra 10 e 100 milionesimi di miliardesimo di secondo (femtosecondi).