Importanti novità sui metamateriali ottici

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Una ricerca condotta dal prof. Maurizio Artoni del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Brescia, in collaborazione con il prof. Giuseppe La Rocca della Scuola Normale Superiore di Pisa ed il prof. Simon Horsley del Department of Physics and Astronomy della University of Exeter (UK) ha rivisitato le relazioni di Kramers e Kronig, ovvero i principi fisici fondamentali dell’ottica, secondo l’idea della loro estensione dal tradizionale dominio tempo-frequenza a quello vettore d’onda-posizione per lo studio della riflessione.

Un concetto certamente complesso, che il prof. Artoni ci aiuta subito a comprendere spiegandoci che “la riflessione di onde è un fenomeno molto comune: sarebbe per esempio difficile truccarsi o guidare un’automobile senza usare uno specchio. Noi vediamo le immagini negli specchi perché la luce che li colpisce viene riflessa verso i nostri occhi”. E ci accompagna anche verso il passo successivo, introducendo il concetto dell’effetto di cloacking o effetto di occultamento: “è uno dei più brillanti effetti dell’ottica e della scienza dei materiali degli ultimi anni – precisa Artoni – reso possibile da metamateriali che, collocati su un oggetto, invece di riflettere le onde luminose che incidono su di esso segnalandone la presenza a chi osserva, non le riflettono per niente”. I metamateriali hanno un grande potenziale nell’ingegnerizzare l’indice di rifrazione anche in modi che consentono loro una sorta di “opacità” alle radiazioni che può essere sfruttata per raggiungere la totale assenza di riflessione: un trend innovativo della attuale ricerca nel settore dell’ottica che può trovare scopi applicativi certamente ben lontani dalla fantascientifica “invisibilità” e mirati piuttosto a facilitare la diretta applicazione di tali principi al miglioramento, per esempio, delle comunicazioni wireless, della sicurezza nei sistemi di comunicazione su fibra ottica o, più in generale, per costituire altre forme di mascheratura dalle onde elettromagnetiche. Parimenti, essi possono essere sfruttati – come suggerisce il prof. Giorgio Sberveglieri, Vice Direttore del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Ateneo bresciano – per ottenere materiali perfettamente assorbenti. “In entrambi i casi – conclude il prof. Artoni – la riflessione da un tale materiale deve essere resa nulla ed entrambi i casi costituiscono sviluppi interessanti sia per la realizzazione di materiali che possono rendere, in linea di principio, gli oggetti invisibili sia per aumentare l’assorbimento della luce come ad esempio l’assorbimento di radiazione solare nei pannelli fotovoltaici ad elevate prestazioni”.

 

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