Luce liquida. Sembra un controsenso, non è vero? Com’è possibile che la stessa luce che ci sveglia al mattino… si possa versare in un bicchiere? Per scoprirlo, dobbiamo fare chiarezza sul duro lavoro di due squadre di fisici – i ricercatori dell’Istituto CNR e del Polytechnique di Montréal – che hanno lavorato in sinergia allo scopo di creare la prima luce liquida della storia a temperatura ambiente.
Non una novità, insomma. Il curioso fenomeno in questione era stato già ottenuto in passato a temperature bassissime, prossime allo zero. La domanda sorge, dunque, spontanea: quali sono le curiosità tecnologiche derivanti dal superfluido in questione e, soprattutto, quali i suoi utilizzi futuri?
Che cos’è la luce liquida e perché sostituirà il silicio?
L’elettronica a noi contemporanea si basa largamente sull’impiego di silicio organico, un materiale di derivazione naturale che è prossimo al suo limite estrattivo massimo. Dopotutto, su So di Non Sapere ho più volte menzionato i temi relativi all’Ambiente&Natura e al cambiamento climatico, giusto? Ecco, gli scienziati si sono messi alla ricerca di un’alternativa a basso impatto ambientale che sia in grado di sostenere l’evoluzione tecnologica presente e futura.
E così, la protagonista di quest’articolo è stata considerata una valida alternativa alla corrente elettrica tradizionale. Il motivo è da rintracciare nella capacità della luce liquida di condensarsi in uno stato di Bose-Einstein (BEC), cioè di esistere in forme diverse rispetto alla semplice onda (flusso di fotoni). I superfluidi in questione rispettano le regole della fisica quantistica – cioè quella delle micro-particelle – e possono trasportare energia elettrica.
Il problema?
Esistono solo per manciate di secondi e si manifestano in condizioni ambientali specifiche – cioè con temperature prossimo allo zero.
Un bel problema…
Ma non tutto è perduto!
La luce liquida a temperatura ambiente: una scoperta rivoluzionaria!
L’Istituto italiano di Nanotecnologie del CNR ha giocato un ruolo fon-da-men-ta-le nella ricerca, perché ha dimostrato l’esistenza di uno stato super-liquido a temperatura ambiente. Per riuscire nell’intento, è stato impiegato un fluido molto speciale: un mix sapientemente bilanciato di materiale organico e di luce. Gli studiosi sono riusciti a intrappolare quest’ultima all’interno di due specchi estremamente riflettenti.
Al contempo, gli scienziati hanno utilizzato la velocità dei fotoni per ingenerare un flusso di polaritoni (particelle ibride) che si è distinto per la sua coesione, per la sua viscosità e per la sua resistenza. Se in condizioni normali il flusso si comporta un po’ come le correnti di un fiume, increspandosi e assumendo la forma del contenitore in cui si trova, nel caso della luce liquida il flow si compatta e prosegue il suo viaggio senza attriti.
Per dirlo con le parole dei brillanti studiosi: “il risultato finale è un polaritone composto da metà luce e metà materia, che si comporta come un superfluido di Bose-Einstein a temperatura ambiente.”.
Luce liquida, perché è importante?
Per capire i vantaggi di una scoperta tanto rivoluzionaria, dobbiamo ricordare che la luce liquida potrà giocare un ruolo chiave nell’idrodinamica e nello sviluppo di semiconduttori privi di silicio, nella creazione di pannelli solari che si prendono cura dell’ambiente e di laser, tecnologie e materiali a zero impatto. Non da meno saranno gli aggiornamenti a cui verranno sottoposti PC, hardware e dispositivi hi-tech usati quotidianamente.
Curioso di saperne di più? Approfondisci l’argomento con la lettura di “Il nostro futuro – Come affrontare il mondo dei prossimi vent’anni” di Alec Ross, consigliere dell’amministrazione Obama e docente alla Columbia University.
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