Nuova radio quantistica che funziona senza elettricità

Nel settore della ricerca europea, un esperimento condotto all’Università di Varsavia segna un punto di svolta nella fisica applicata alle comunicazioni. Un gruppo di scienziati guidato da Michał Parniak ha sviluppato una radio ottica. Un dispositivo capace di ricevere e decodificare onde radio senza alcun impiego di elettricità o di elementi metallici. Il risultato rientra nel programma SONATA17 e nell’iniziativa Quantum Optical Technologies. Con il sostegno dell’Agenzia Spaziale Europea. L’obiettivo del progetto non è semplicemente quello di costruire una radio più efficiente. Quest’ultimo punta sul ripensare l’intero principio su cui si basa la ricezione dei segnali. Gli scienziati polacchi hanno sostituito i circuiti elettronici con una rete di laser ad altissima stabilità. Creando un sistema capace di “ascoltare” il linguaggio delle onde radio attraverso la luce. Il cuore dell’esperimento è una piccola cella di vetro che contiene un gas di rubidio. Quando i raggi laser la attraversano, gli atomi vengono portati in stati di Rydberg, configurazioni estremamente sensibili ai campi elettromagnetici esterni.

Nuova radio quantistica a laser: ecco come funziona

È in tale fase che avviene la trasformazione del segnale. Le radiofrequenze modificano leggermente il comportamento degli elettroni eccitati. Nel loro ritorno allo stato originario, essi emettono un segnale luminoso che conserva le informazioni trasmesse dall’onda radio. Tale segnale viene poi rilevato da un sistema ottico di precisione, senza che alcuna componente elettronica interferisca con la misura. In tal modo, la radio ottica diventa un apparato auto-calibrante e non invasivo. In grado di operare anche in ambienti dove la presenza di metalli o circuiti elettrici altererebbe i risultati.

Per ottenere una stabilità assoluta nella frequenza dei laser, il gruppo di Varsavia ha utilizzato cavità ottiche. Microscopici tubi a specchio che mantengono costante la lunghezza d’onda della luce. Tale accorgimento consente di misurare con precisione intensità e fase del segnale. Aprendo la strada a un nuovo tipo di strumentazione per lo studio dei campi elettromagnetici.

La prospettiva di sviluppo va oltre la dimostrazione in laboratorio. Gli studiosi prevedono di miniaturizzare il sistema fino a inserirlo in una fibra ottica. La luce viaggerebbe lungo il suo percorso per captare il segnale e ritornerebbe portando i dati codificati. Un approccio simile permetterebbe di rilevare a distanza campi radio in ambienti sensibili o nello spazio. A tal proposito, l’obiettivo finale è integrare tale tecnologia nei satelliti, dove la capacità di misurare con estrema precisione i campi elettromagnetici potrebbe inaugurare una nuova generazione di strumenti scientifici. Con la radio ottica di Varsavia, la fisica quantistica incontra le tecnologie spaziali, e la luce diventa ora anche il veicolo per ascoltare l’universo.