Dopo che tre scienziati hanno vinto il premio Nobel per la fisica martedì per scoperte rivoluzionarie che sfruttano la potenza dei laser, ecco alcuni fatti di base sulla loro ricerca.

Che cos'è un laser?

I laser sono una fonte di luce, proprio come torce, ma con proprietà speciali, secondo Ian Musgrave, il Vulcan Laser Group Leader presso la Central Laser Facility del Regno Unito.

Normalmente, quando la luce lascia una torcia, si diffonde:l'ha paragonata a bambini che lasciano la scuola in direzioni diverse e indossano cappotti diversi.

Ma un laser concentra la luce, Egli ha detto, come se tutti i bambini fossero costretti a marciare a passo ravvicinato indossando la stessa uniforme.

La differenza deriva dalla cavità utilizzata per intrappolare e condizionare la luce prima che venga emessa, così come la luce viene generata, Ha aggiunto.

Questo è il motivo per cui la Royal Swedish Academy of Sciences ha salutato i vincitori del Nobel di martedì come fabbricanti di "strumenti fatti di luce".

Cosa sono le pinzette ottiche?

Arthur Ashkin degli Stati Uniti è stato insignito del Nobel per aver inventato le pinzette ottiche, che utilizzano la pressione di radiazione di un minuscolo raggio di luce focalizzato per intrappolare oggetti molto piccoli.

Le sue pinzette consentono ai ricercatori di catturare, tagliare e spostare le cose senza che nulla le tocchi, che ha portato a innumerevoli applicazioni in molti campi della scienza e della medicina.

Per esempio, sono stati usati per intrappolare una goccia d'acqua per studiare come si comportano quando sono in una nuvola, o prendi le goccioline da un inalatore per l'asma per scoprire come può essere meglio disperso all'interno dei polmoni, disse Musgrave.

Cosa sono gli impulsi ottici?

Gli scienziati hanno sempre spinto per creare laser più potenti, ma verso la metà degli anni '80 si scontrarono con un muro:non potevano aumentare la potenza senza distruggere ciò che amplificava il raggio.

Poi Donna Strickland del Canada e il francese Gerard Mourou, che ha condiviso anche il premio Nobel di martedì, inventato una tecnica chiamata amplificazione a impulsi cinguettanti, che consente agli scienziati di continuare ad aumentare la potenza mantenendo l'intensità al sicuro.

Funziona allungando un impulso laser ultracorto nel tempo, amplificandolo, e stringendolo di nuovo insieme, creando gli impulsi laser più brevi e intensi che il mondo abbia mai visto.

L'uso più comune che deriva da questa svolta, finora, è la chirurgia oculare correttiva.

Ma ha anche aperto la strada agli scienziati per continuare a spingere i confini della potenza del laser, Musgrave ha detto, permettendo loro di creare condizioni estreme per capire come vengono generati i campi magnetici nello spazio e com'è all'interno del nucleo di un pianeta.

Anche gli impulsi ora sono così veloci, veloci come cento attosecondi, un miliardesimo di miliardesimo di secondo:hanno rivelato i segreti degli elettroni.

Qual è il prossimo?

Il premio Nobel Mourou non ha finito di aumentare la potenza del laser. Ha avviato e guidato lo sviluppo di Extreme Light Infrastructure, che ha tre siti in tutta Europa e dovrebbe essere completato in pochi anni.

La potenza di picco del suo laser dovrebbe essere di 10 petawatt, equivalente a un lampo incredibilmente corto di centomila miliardi di lampadine.

Quanto potenti e quanto brevi possono essere gli impulsi? Alcuni prevedono un futuro laser di 100 petawatt o più, o veloci come semplici zeptosecondi, un trilionesimo di miliardesimo di secondo.

È difficile prevedere come potrebbero essere utilizzati tali laser, ma gli scienziati sperano che contribuiranno a distruggere le scorie nucleari, zap cellule cancerose, svelare la fisica quantistica, eliminare i detriti dallo spazio ed essere anche una nuova fonte di energia pulita.

© 2018 AFP