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    Messaggio olografico codificato in semplice plastica
    (a) Modello semplificato di un reticolo di diffrazione 2D per approssimare la capacità di memorizzazione limitata della risoluzione di una piastra di fase olografica. (b) La media geometrica della capacità e della densità dei dati in funzione del rapporto di apertura al quadrato (∝) per diversi rapporti delle aree dell'ologramma e del piano dell'immagine. Credito:Rapporti scientifici (2024). DOI:10.1038/s41598-024-56113-2

    Esistono molti modi per archiviare i dati:digitalmente, su un disco rigido o utilizzando la tecnologia di archiviazione analogica, ad esempio come ologramma. Nella maggior parte dei casi, creare un ologramma è tecnicamente piuttosto complicato:a questo scopo viene normalmente utilizzata la tecnologia laser ad alta precisione.



    Tuttavia, se lo scopo è semplicemente quello di memorizzare dati in un oggetto fisico, allora l'olografia può essere eseguita abbastanza facilmente, come è stato dimostrato alla TU Wien:con una stampante 3D è possibile produrre un pannello di plastica normale in cui è inserito un codice QR possono essere memorizzati, ad esempio. Il messaggio viene letto utilizzando i raggi terahertz, radiazioni elettromagnetiche invisibili all'occhio umano.

    La ricerca è pubblicata sulla rivista Scientific Reports .

    L'ologramma come dispositivo di archiviazione dei dati

    Un ologramma è completamente diverso da un'immagine ordinaria. In un'immagine ordinaria, ogni pixel ha una posizione chiaramente definita. Se strappi un pezzo dell'immagine, una parte del contenuto andrà persa.

    In un ologramma, tuttavia, l'immagine è formata simultaneamente dai contributi provenienti da tutte le aree dell'ologramma. Se togli un pezzo dell'ologramma, il resto può ancora creare l'immagine completa (anche se forse una versione più sfocata). Con l'ologramma, le informazioni non vengono memorizzate pixel per pixel, ma piuttosto tutte le informazioni sono distribuite sull'intero ologramma.

    "Abbiamo applicato questo principio alle travi terahertz", afferma Evan Constable dell'Istituto di fisica dello stato solido della TU Wien. "Si tratta di raggi elettromagnetici nell'intervallo da circa cento a diverse migliaia di gigahertz, paragonabili alla radiazione di un telefono cellulare o di un forno a microonde, ma con una frequenza notevolmente più elevata."

    Questa radiazione terahertz viene inviata a una sottile piastra di plastica. Questa lastra è quasi trasparente ai raggi terahertz, ma ha un indice di rifrazione più alto dell'aria circostante, quindi in ogni punto della lastra cambia leggermente l'onda incidente. "Un'onda quindi emana da ciascun punto della piastra e tutte queste onde interferiscono tra loro", afferma Constable. "Se hai regolato lo spessore della lastra nel modo giusto, punto per punto, allora la sovrapposizione di tutte queste onde produce esattamente l'immagine desiderata."

    È come lanciare tante piccole pietre in uno stagno in modo calcolato con precisione, in modo che le onde d'acqua di tutte queste pietre si sommino fino a formare uno schema ondulatorio complessivo molto specifico.

    Un pezzo di plastica economica come contenitore high-tech per oggetti di valore

    In questo modo è stato possibile codificare l'indirizzo di un portafoglio Bitcoin (composto da 256 bit) in un pezzo di plastica. Facendo brillare i raggi terahertz della lunghezza d'onda corretta attraverso questa piastra di plastica, viene creata un'immagine dei raggi terahertz che produce esattamente il codice desiderato. "In questo modo è possibile custodire in modo sicuro un valore di decine di migliaia di euro in un oggetto che costa solo pochi centesimi", spiega Constable.

    Affinché la piastra possa generare il codice corretto, è necessario prima calcolare quanto spesso deve essere la piastra in ogni punto, in modo che cambi l'onda terahertz esattamente nel modo giusto. Constable e i suoi collaboratori hanno reso disponibile gratuitamente su GitHub il codice per ottenere questo profilo di spessore.

    "Una volta ottenuto questo profilo di spessore, tutto ciò di cui hai bisogno è una normale stampante 3D per stampare la lastra e avrai le informazioni desiderate memorizzate olograficamente", spiega Constable. Lo scopo del lavoro di ricerca non era solo quello di rendere possibile l'olografia con onde terahertz, ma anche di dimostrare quanto bene sia progredita la tecnologia per lavorare con queste onde e come proprio questa gamma ancora piuttosto insolita di radiazioni elettromagnetiche possa essere utilizzata già oggi.

    Ulteriori informazioni: E. Constable et al, Codifica di bit olografici terahertz con una piastra di fase stampata in 3D generata dal computer, Rapporti scientifici (2024). DOI:10.1038/s41598-024-56113-2

    Fornito dall'Università della Tecnologia di Vienna




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