Pubblicato su Nature Photonics, lo studio sul controllo del comportamento caotico della luce si deve ai ricercatori del Politecnico di Milano, condotto insieme alla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, all’Università di Glasgow e all’Università di Stanford, guidati dall’italiano Andrea Alù.
Sfruttare e controllare in modo efficiente la luce è fondamentale per molte tecnologie, tuttavia la complessità del suo comportamento rende questa impresa tutt’altro che facile: la luce è infatti sensibile a ogni forma di ostacolo, anche molto piccolo. Un fascio di luce può trasportare flussi di dati, ma l’informazione, pur ancora presente, viene completamente distorta dalle piccole variazioni dei diversi schemi di rimbalzo degli ostacoli, e diventa difficile da recuperare.
La difficoltà stava nel predire cosa accadrà perché da ogni esperimento con impostazioni simili si otterrebbe una risposta diversa.
Le piattaforme convenzionali per studiare i comportamenti della luce usano delle cavità risonanti circolari o di forma regolare in cui la luce rimbalza e si disperde secondo schemi più prevedibili. Il team ha invece progettato una grande cavità a forma di stadio con una parte superiore aperta e due canali sui lati opposti che dirigono la luce nella cavità.
Mentre la luce in entrata si disperde e rimbalza, una telecamera registra la quantità di luce che fuoriesce dallo stadio e i suoi schemi spaziali. Il dispositivo è dotato di manopole per gestire l’intensità luminosa ai due ingressi e il ritardo tra gli stessi. I canali opposti fanno sì che i fasci di luce interferiscano tra loro nella cavità, consentendo il controllo della diffusione di un raggio da parte dell’altro attraverso un processo noto come controllo coerente, che in pratica, significa usare la luce per controllare la luce.
Diventa quindi possibile controllare il comportamento caotico della luce, con ricadute importanti su molte tecnologie, come quelle per il wireless ottico, la conservazione dell’energia, per il calcolo, le comunicazioni e i sensori per la biomedicina.