La faccio già breve: i computer ottici avevano un solo problema per fare il primo passo del cammino dalla fantasia alla realtà. Mancava l’interruttore. Ora c’è: si chiama specchio nanoscopico. E non serve a controllarsi la cravatta, ma a far viaggiare i dati alla velocità della luce. Scusate se è poco.
Fino a ieri, manipolare la luce su scala così piccola era un po’ come cercare di dirigere un’orchestra con un guantone da boxe: un esercizio goffo, statico, irreversibile. Una volta costruita una “lente” o uno specchio minuscolo, quello rimaneva. Se volevi cambiare direzione alla luce, dovevi letteralmente costruirne un altro. Non proprio il massimo della praticità se l’obiettivo è costruire computer che pensano usando fotoni invece di elettroni.
Uno specchio nanoscopico sa cambiare idea
A quanto pare, qualcuno ha deciso che era ora di smettere di accontentarsi. Un team di fisici dell’Università di Amsterdam ha creato qualcosa che, sulla carta, sembra(va) impossibile: uno specchio nanoscopico regolabile. In parole povere? Un dispositivo che può decidere, a comando, se riflettere la luce rossa o inghiottirla completamente nel buio. (E sì, succede a temperatura ambiente, il che ci evita di dover girare con l’azoto liquido in tasca).
Il segreto non è nella magia, ma in un materiale che ha un nome da cattivo di James Bond: disolfuro di tungsteno (WS2). È un materiale bidimensionale, praticamente un foglio sottile un solo atomo. Quando questo materiale viene inserito in una struttura ottica specifica, crea una trappola per la luce talmente efficiente che gli effetti quantistici diventano visibili anche nel mondo reale, quello in cui io bevo un pessimo caffè decaffeinato mentre vi scrivo questo articolo.
Scheda dello studio
- Ente di ricerca: Institute of Physics, University of Amsterdam
- Ricercatori principali: Tom Hoekstra, Jorik van de Groep
- Anno pubblicazione: 2025
- Rivista: Light: Science & Applications
- DOI: https://doi.org/10.1038/s41377-025-02079-3
- TRL: 4 – Convalida del componente in ambiente di laboratorio
Il fatto è questo: all’interno di questo specchio nanoscopico vivono gli eccitoni. Lo sapete cosa sono, no? “Ah, no?” (cit.) Sono coppie formate da un elettrone e una “lacuna” (il buco che l’elettrone lascia quando salta via). Normalmente sono timidi e instabili, ma in questa struttura diventano i padroni di casa. Quando applichi una piccola tensione elettrica, puoi zittirli. Risultato? Lo specchio smette di riflettere e diventa trasparente o assorbente. Click, acceso. Click, spento.
Perché ci serve (disperatamente) uno specchio nanoscopico
Non è certo un gadget per migliorare i selfie. La posta in gioco è l’architettura stessa dei calcolatori del futuro. Oggi i nostri computer sono veloci, certo, ma si scaldano come stufe e consumano come piccole città. Spostare elettroni nei cavi costa energia e genera calore (chiedete al mio laptop quando prova a renderizzare un video, ma se non vi fidate potete chiedere anche al vostro).
La luce, invece, è fredda e veloce. Ma per usarla nei chip, ci serviva un modo per controllarla con la stessa precisione con cui i transistor controllano l’elettricità. Questo specchio nanoscopico è esattamente quel tassello mancante: un modulatore ottico attivo, piccolo quanto basta per stare dentro un chip e controllabile elettricamente.
Immaginate comunicazioni ottiche attraverso l’aria e lo spazio libero (li-fi, ma serio) o processori che non hanno neanche bisogno di ventole, data l’assenza di qualsiasi attrito. Tom Hoekstra e Jorik van de Groep, i due “genitori” di questa tecnologia, sottolineano proprio questo: aver portato gli eccitoni a lavorare a temperatura ambiente cambia le regole del gioco.
Dalla teoria alla pratica (con calma)
Ovviamente, non aspettatevi di vedere uno specchio nanoscopico nel prossimo iPhone, anche se lo leggerete nei “rumors” di qualche sito disonesto. Siamo ancora in quella fase bellissima e frustrante in cui la fisica ha detto “sì, si può fare”, ma l’ingegneria risponde “ok, dammi un attimo”. Costruire metasuperfici perfette su scala industriale non è una passeggiata, e il disolfuro di tungsteno non si trova esattamente dal ferramenta sotto casa.
Però, però: fino a poco tempo fa l’idea di un componente ottico attivo, sintonizzabile ed efficiente su scala nanometrica era pura speculazione. Oggi esiste, funziona e riflette luce rossa a comando in un laboratorio di Amsterdam. E questa cosa è una bomba. Una bom-ba.
Quando e come ci cambierà la vita
Per me, non prima di 7-10 anni. Le prime applicazioni reali saranno probabilmente nei data center per ridurre i consumi energetici e nei sistemi di comunicazione satellitare laser. Per il “PC ottico” sulla scrivania, mettetevi comodi: la strada è ancora lunga.
Approfondisci
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C’è un che di poetico in tutto questo: usiamo specchi da millenni per vedere noi stessi, e ora ne abbiamo costruito uno così piccolo che non possiamo vederlo, ma che potrebbe permetterci di vedere un futuro tecnologico completamente diverso.
Chissà se, quando questi computer di luce saranno accesi, ci accorgeremo della differenza o se in un lampo tutto ci sembrerà normale, come l’ennesima magia diventata abitudine.
Nostalgia del futuro, poi passa :)
