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Da una ricerca scientifica che ha visto protagonisti alcuni studiosi pisani nascerà uno strumento in grado di aiutare le forze di polizia nella lotta contro il terrorismo. Di che si tratta? È un nuovo raggio laser che, grazie alle onde Terahertz, potrà essere utilizzato per le analisi spettroscopiche molto approfondite dei materiali, “penetrando” plastica, tessuti e altri materiali, e scovando eventuali armi o agenti biologici nascosti. Ma i possibili utilizzi vanno anche oltre la sicurezza. Pensiamo, ad esempio, alla ricerca di eventuali difetti negli imballaggi e nei materiali. E persino nelle opere d’arte.

I particolari di questo super laser sono stati pubblicati su “Light: Science & Applications”. Il risultato è frutto del lavoro di un gruppo di ricercatori dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Nano-Cnr) e dell’Università di Pisa, in collaborazione con la Scuola normale superiore (Sns) e l’Università di Cambridge.

Ma cosa sono le onde Terahertz? Per spiegarlo ai comuni mortali gli scienziati li chiamano “i raggi X del futuro”. Questi i possibili utilizzi: dai body scanner alla rivelazione di veleni, fino alle recenti applicazioni per il risparmio idrico. Tra l’altro i rischi per la salute dovrebbero essere molto contenuti.

Tecnicamente le Terahertz “sono onde elettromagnetiche vicine alle microonde e all’infrarosso e hanno una natura ibrida: si propagano sia con le proprietà delle onde, come le onde radio, sia con quelle dei raggi di luce”. Per questo, sottolineano gli scienziati, “è possibile manipolarle combinando le tecniche di questi due campi, sia con antenne che con lenti o specchi”. Ed è così che è nato il nuovo laser, grazie anche al lavoro del team italiano, formato da Luca Masini, Alessandro Pitanti, Lorenzo Baldacci, Miriam Vitiello di Nano-Cnr, coordinati dal professor Alessandro Tredicucci dell’Università di Pisa.

“L’idea originale è quella di utilizzare in un unico dispositivo le due anime della radiazione Terahertz: quella ereditata dalla luce e quella proveniente dalle microonde – spiega Luca Masini di Nano-Cnr e Sns – Infatti, per generare la radiazione il dispositivo la tratta come fosse luce, usando un disco di materiale artificiale composto da strati di semiconduttore, mentre per diffonderla verso l’esterno la manipola come un’onda, utilizzando un’antenna in oro integrata nel dispositivo”.

“Il risultato è un’emissione verticale e molto focalizzata che permette di impiegare questo laser in apparecchiature per analisi spettroscopica di materiali e di integrarlo nei nuovi laboratori miniaturizzati, i cosiddetti Lab-On-a-Chip”, spiega sempre Masini.

Come ha spiegato a Repubblica Miriam Vitiello, coordinatrice del team di ricercatori, “la radiazione elettromagnetica in Tearahertz, ovvero un milione di milioni di oscillazioni al secondo, fra le microonde e l’infrarosso, può essere impiegata per una specie di spettroscopia morbida. A simili frequenze la radiazione è completamente sicura dal punto di vista della salute. Al tempo stesso è in grado di penetrare dei materiali opachi alla luce come la carta, la plastica, i metalli. Per questo abbiamo pensato ad applicazioni nel campo della sicurezza, come la rivelazione di esplosivi, di agenti biochimici, in ambito biomedicale e diagnostico”.

Il “super laser” è stato sviluppato nell’ambito del progetto europeo Erc SouLMan coordinato da Tredicucci.

 

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