I Fisici di due gruppi di ricerca, negli Stati Uniti e in Gran Bretagna, hanno fatto notevoli passi avanti nella realizzazione di laser a fononi.

I fononi sono i quanti del campo vibrazionale di una molecola o di un solido. Quelli generati alla superificie dei materiali piezoelettrici trovano già applicazione nella realizzazione di dispositivi integrati di scala nanometrica.

I laser a fononi (o “saser”) sono dispositivi che emettono suoni in modo analogo a quello in cui i laser emettono luce, ovvero in fasci collimati, monocromatici, coerenti e ad elevata brillanza.

Un laser a fononi promette numerose applicazioni, in particolare nelle tecniche di imaging e diagnostica medica, in virtù dell’altissima risoluzione raggiungibile, circa mille volte maggiore rispetto a quella di un laser. Infatti, la lunghezza d’onda tipica di un saser è dell’ordine del nanometro, mentre quella di un laser è dell’ordine del micron.

Altre applicazioni riguardano la realizzazione di di dispositivi di sicurezza, la microscopia vibrazionale per rilevare difetti su scala nanometrica, il trasporto non dispersivo di energia e i dispositivi di elaborazione dell’informazione.

Uno dei problemi principali per la realizzazione di saser è la realizzazione di dispositivi per l’emissione coerente di fononi.

I ricercatori del Caltech hanno sviluppato un sistema basato su una coppia di microcavità che consente esclusivamente l’emissione di fononi di una data frequenza. È possibile variare la frequenza dei fononi emessi variando la distanza tra le microcavità.

Allo stesso tempo, i ricercatori dell’Università di Nottingham hanno utilizzato l’oscillazione di elettroni fra pozzi quantici per generare fononi.

Per approfondire:

• L’articolo su Physics, riportante anche i riferimenti delle pubblicazioni dei due gruppi di ricerca su Physical Review Letters

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