Laser fotografa i fenomeni più veloci al mondo

2nd March 2016
Posted By : Enaie Azambuja
Laser fotografa i fenomeni più veloci al mondo

Tre miliardesimi di miliardesimo di secondo. Oppure, se preferite, tre attosecondi. È l’incredibile risoluzione temporale che un’équipe di ricercatori provenienti da diversi istituti, tra cui il Politecnico di Milano, l’Elettra Sincrotrone di Trieste, il Consiglio nazionale delle ricerche e l’Enea, sono appena riusciti a ottenere, sfruttando la luce prodotta dal laser a elettroni liberi Fermi di Trieste.

I dettagli della scoperta sono stati appena pubblicati sulla rivista Nature Photonics. L’esperimento, spiegano al Politecnico di Milano, apre la strada allo studio dei processi più complessi che si svolgono su scale temporali rapidissime, come la fotosintesi, la combustione, le reazioni di catalisi e la chimica dell’atmosfera.

In particolare, l’équipe di ricercatori ha usato un fascio di luce prodotto dal laser Fermi e composto da due lunghezze d’onda (o frequenze, ovvero colori diversi) per eccitare un atomo di gas neon. In seguito all’eccitazione, l’atomo ha emesso degli elettroni, e gli scienziati sono riusciti a controllare precisamente la direzione di emissione di tali particelle, con una risoluzione temporale mai ottenuta prima d’ora.

Si tratta di un risultato particolarmente importante, perché permetterà di studiare in dettaglio processi chimici, fisici e biologici al momento quasi inaccessibili, perché legati alla struttura elettronica e atomica dei materiali che evolve in maniera estremamente veloce.

Il primo a riuscire a inseguire con successo tali fenomeni è stato Ahmed Zewail, Nobel per la chimica nel 1999, che utilizzò impulsi laser di pochi femtosecondi (milionesimi di miliardesimo di secondo) per immortalare i movimenti degli atomi durante una reazione chimica.

Il laser di Trieste è riuscito ad andare ancora più veloce: “Questo risultato”, ha commentato Giuseppe Sansone, del Politecnico di Milano, che con il suo gruppo di ricerca ha contribuito alla progettazione e alla realizzazione dell’esperimento, “apre nuove prospettive per la ricerca sui processi ultraveloci e per la fisica degli attosecondi non soltanto in Italia, ma anche a livello internazionale. Il prossimo passo sarà quello di applicare la tecnica che abbiamo dimostrato allo studio dei processi più complessi, come catalisi e chimica dell’atmosfera”.


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