Ecco come realizzare una fibra

Raggi laser appositamente studiati possono creare un canale nell’aria attraverso il quale la luce può viaggiare in modo efficiente, creando qualcosa di simile a un cavo in fibra ottica fatto d’aria.

Mikhail Rudenko/iStock/Getty Images Plus

Di James R. Riordon

9 gennaio 2023 alle 7:00

I raggi laser tubolari possono creare una quantità di cavi in ​​fibra ottica fatti di aria sottile, riferiscono i ricercatori in uno studio apparso su Physical Review X.

L'aria riscaldata dal laser può trasmettere in modo efficiente segnali luminosi senza la necessità di posare cavi in ​​fibra ottica. Queste "guide d'onda" basate sull'aria possono anche fornire percorsi per laser ad altissima energia che non si propagano bene attraverso l'aria da soli, basandosi su sforzi precedenti che sono stati pubblicizzati come un percorso verso armi a raggio laser (SN: 3/5/ 14).

Gli ultimi esperimenti, afferma il fisico Howard Milchberg dell'Università del Maryland a College Park, hanno superato di oltre 60 volte i precedenti tentativi della sua squadra con la guida d'onda, estendendo la lunghezza di una guida d'onda a quasi 50 metri.

I ricercatori hanno utilizzato il laser in "modalità ciambella", dove il raggio ha un nucleo scavato lungo tutta la sua lunghezza, simile a una pila di ciambelle luminose. Il raggio crea uno strato d'aria caldo e tubolare avvolto attorno all'aria più fresca e densa. Si crea così qualcosa di simile a un cavo in fibra ottica fatto d'aria: invece di un nucleo trasparente ricoperto da un rivestimento di plastica che guida la luce nelle fibre ottiche convenzionali, l'aria densa funge da nucleo, mentre l'aria calda attorno ad esso funge da rivestimento.

Aumentare la lunghezza della guida d'onda fino a chilometri, dice Milchberg, è principalmente una questione di aumentare la potenza del laser in modalità ciambella. "L'unico problema è che non abbiamo un chilometro" per sparare in sicurezza con un laser così lontano, dice. Potrebbe essere necessario un accordo con uno dei laboratori nazionali statunitensi per trovare lo spazio per eseguire una versione più lunga dell’esperimento.

Nonostante le potenziali applicazioni militari, Milchberg afferma che lui e il suo team si concentrano maggiormente sugli usi scientifici, come l’ampliamento della gamma di sistemi che rivelano la composizione chimica dei materiali sparando laser su di essi e misurando la luce che emettono. Le guide d’onda aeree potrebbero rimandare la luce emessa a sistemi remoti, invece di dover avvicinarsi per analizzare un campione.

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Una versione di questo articolo appare nel numero dell'11 febbraio 2023 di Science News.

A. Goffin et al. Guida ottica in guide d'onda aeree su scala 50 metri. Physical Review X, in stampa, 2022.

James Riordon è uno scrittore scientifico freelance e coautore del libro Ghost Particle – Alla ricerca dell'elusivo e misterioso neutrino.

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