Dentro il tuo smartphone succedono già cose piuttosto sorprendenti, anche se non ce ne accorgiamo mai. Segnali che rimbalzano, onde che vengono filtrate, frequenze che si incastrano al millimetro per permetterti di mandare un messaggio o guardare un video. Ora prova a spingerti un passo oltre: un giorno, al cuore di questi dispositivi, potrebbe esserci qualcosa che assomiglia a un terremoto. Minuscolo, controllato, invisibile, ma incredibilmente potente. È l’idea che arriva da una ricerca portata avanti da un team della University of Colorado Boulder, della University of Arizona e dei Sandia National Laboratories.
Il phonon laser che rivoluziona gli smartphone
I ricercatori hanno messo a punto quello che viene definito un phonon laser a onde acustiche superficiali. Il nome è complicato, ma il concetto è più affascinante che difficile. In pratica si tratta di un dispositivo capace di generare vibrazioni meccaniche ad altissima frequenza che scorrono sulla superficie di un microchip, un po’ come fanno le onde sismiche durante un terremoto, solo che qui parliamo di scale microscopiche e di un controllo totale. Queste onde, chiamate surface acoustic waves, non sono affatto una novità assoluta: sono già presenti negli smartphone di oggi e svolgono un lavoro fondamentale, quello di ripulire i segnali radio da disturbi e interferenze. Ogni volta che usi GPS, Wi-Fi o rete mobile, stai già beneficiando di questo tipo di tecnologia.
Il limite, finora, è sempre stato pratico. I sistemi che usano queste onde sono ingombranti, richiedono più componenti separati e non aiutano certo a rendere i dispositivi più sottili o più efficienti dal punto di vista energetico. Ed è qui che entra in gioco il colpo di scena: invece di affidarsi a strutture complesse, il team ha creato una sorta di laser, ma non di luce. Questo laser emette fononi, cioè vibrazioni meccaniche estremamente regolari, amplificate e stabili. Il principio è simile a quello dei diodi laser che troviamo ovunque, dai lettori ottici ai sensori, con il grande vantaggio di poter funzionare con una semplice alimentazione elettrica.
Il tutto prende forma in una struttura minuscola, lunga circa mezzo millimetro, fatta di materiali ben noti all’elettronica moderna. . È proprio dall’interazione tra elettroni e vibrazioni superficiali che nasce l’amplificazione del segnale.
In laboratorio il chip ha già dimostrato di poter lavorare a 1 gigahertz, con margini teorici che spingono verso frequenze molto più elevate. La vera promessa, però, non è solo la velocità, ma l’integrazione. Trasmissione, ricezione e filtraggio potrebbero convivere su un unico chip, aprendo la strada a smartphone più sottili, più efficienti e con batterie che durano di più. Non male per un “terremoto” che non si sente e non si vede, ma che potrebbe cambiare parecchio il modo in cui comunichiamo.