Guida d'onda con luce rossa in entrata e luce blu in uscita (per cortesia dell'Università di Trento e Fondazione Bruno Kessler)

Computer in grado di combinare l'elettronica e la fotonica, «ovvero di coniugare le possibilità di calcolo offerte dall'elettronica con la rapidità nella trasmissione dei dati digitali permessa dalla fotonica. Un traguardo che permetterebbe di scambiare ed elaborare enormi quantità di dati usando i fotoni e non gli elettroni, come avviene nei chip odierni. E tutto questo a velocità decisamente superiori a quelle consentite dai calcolatori in commercio, virtualmente alla velocità della luce, e senza accumulo di calore», spiega a Sole24Ore.com il professor Stefano Ossicini dell'Istituto nanoscienze del Cnr (Consiglio Nazionale delle Ricerche) e dell'Università di Modena e Reggio Emilia.

Aprono la strada a una simile evoluzione nel mondo dell'informatica gli studi condotti da gruppo di ricercatori dell'Istituto nanoscienze del Cnr (CnrNano), dell'Università degli Studi di Trento, della Fondazione Bruno Kessler, del Civen (Veneto Nanotech), delle Università di Brescia e di Modena e Reggio Emilia. In particolare, la ricerca è stata coordinata per la parte teorica dal professor Ossicini e per la parte sperimentale dal professor Lorenzo Pavesi dell'Università di Trento.

I ricercatori hanno applicato a sottili strati di silicio pressioni elevate, capaci di deformare la struttura cristallina del materiale. Un fascio di luce, che attraverso un cristallo regolare resterebbe invariato, quando viene inviato attraverso il silicio deformato riemerge con una frequenza doppia, e quindi con un'energia raddoppiata. La modifica determina nel silicio «proprietà ottiche che questo materiale non ha in condizioni normali e permetterà di realizzare sorgenti di luce innovative con frequenze fino a ora non raggiungibili e di produrre, in grandi quantità e a bassi costi, interruttori ottici ad altissima velocità integrati nel silicio. Fino a oggi per ottenere questi risultati era necessario combinare il silicio con materiali rari e costosi come i niobati di litio o l'arsenuro di gallio», precisa Ossicini. Intervenendo sulla struttura atomica della materia si è dimostrato che la pressione applicata rompe la simmetria del reticolo cristallino e «rende il silicio deformato un materiale ottico non-lineare, ribaltando un paradigma finora ritenuto solidissimo dalla comunità dei fisici». Lo studio è stato finanziato dalla Provincia Autonoma di Trento, dalla Fondazione Cariplo e dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Modena.

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