Il Cnr individua per la prima volta la forma che assume un raggio luminoso

Le caratteristiche della luce sono molte, tranne una: la forma. In quanto essa assume in modo automatico quella del recipiente che la contiene. Come succede con l'acqua. Non si può quindi parlare propriamente di "forma" riferendosi alla luce poichè essa è data dal modo in cui il raggio di luce occupa questo spazio "vuoto", maniera che scientificamente è detta appunto "modo" e che descrive la struttura spaziale e temporale del campo elettro-magnetico. Dunque, c'è un metodo per misurare il "modo" in cui la luce riempie gli spazi ed assume una forma? Ci sono riusciti un gruppo di studiosi facente parte dell'Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche di Sesto Fiorentino (Ino-Cnr), coordinati da Marco Bellini e Alessandro Zavatta, evidenziando una metodologia che unisce per la prima volta i concetti dell'ottica quantistica e quelli dell'ottica ultraveloce, analizzando per la prima volta la forma di stati quantistici luminosi della durata di poche decine di fetosecondi. Lo studio sarà pubblicato su Physical Review Letters e rappresenta una svolta importante nel campo della fisica. Perché la luce è formata da innumerevoli micro-particelle, i fotoni, e ognuno di essi"riempie" i contenitori che lo accolgono in un "modo" tutto suo. Capire in che modo avvengono questi processi e riuscire a misurare la forma acquisita da ogni singolo fotone è un incredibile passo avanti per il mondo della scienza.

"Un singolo fotone, che corrisponde al riempimento del "contenitore" con un solo quanto di eccitazione, può assumere infinite forme diverse, a seconda del "modo" che occupa - spiega Marco Bellini, responsabile del gruppo Ino-Cnr che ha svolto la ricerca - e la maggior parte delle applicazioni delle proprietà quantistiche della luce a nuove tecnologie, dalla comunicazione alla computazione alla metrologia quantistica, dipende dalla conoscenza di questa forma". Senza la conoscenza di queste proocedure, manipolare, rivelare e utilizzare gli stati quantistici di luce diventa in molti casi impossibile. "Il nostro team ha dimostrato come copiare fedelmente il "modo temporale" di un fotone ultracorto su quello di un impulso luminoso classico, così da poterlo misurare in dettaglio con tecniche standard", continua Bellini. "Per farlo, abbiamo utilizzato un algoritmo genetico, cioè una procedura sperimentale che fa "evolvere" per mutazioni e riproduzioni un gruppo casuale, affinchè si adatti alle condizioni ambientali attraverso generazioni successive". Oltre ad aver ricostruito le strutture temporali di singoli fotoni variamente deformati, i ricercatori Ino-Cnr hanno anche dimostrato come utilizzare questa capacità per nuovi schemi di codifica dell'informazione quantistica. "La tecnica consente di misurare il singolo fotone anche quando assume simultaneamente più forme distinte", conclude il ricercatore.

fonte: http://www.repubblica.it/scienze/2012/08/01/news/il_cnr_misura_la_forma_della_luce_tecnologie_sempre_pi_sicure-40151621/