Un "cronometro" quantistico per misurare i fotoni? Si, e sarà molto utile

L’applicazione di un “cronometro” quantistico potrebbe rivoluzionare le tecniche di imaging attraverso il conteggio dettagliato dei fotoni che compongono la luce.

I ricercatori dell'Università del Colorado Boulder hanno sviluppato uno speciale strumento ottico ultraveloce chiamato "lente temporale", che permette di misurare la presenza di fotoni con una precisione di oltre cento volte superiore rispetto ai tradizionali mezzi di conteggio dei singoli fotoni correlati al tempo (TCSPC). Tale innovazione porterebbe miglioramenti significativi alle tecnologie di imaging, incluse quelle relative alla branca medica della radiologia che consentono di osservare un'area di un organismo non visibile dall'esterno.

Bowen Li, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Informatica ed Energetica della C.U. Boulder, ha affermato che il processo alla base del metodo TCSPC è assimilabile a quello di un cronometro, che in maniera semplicistica, tiene il conto dei fotoni che rimbalzano sull’ oggetto esaminato; e in correlazione alla loro quantità e consequenzialità i ricercatori sono in grado di ottenere più informazioni di quel determinato oggetto.

A tal proposito, la “lente temporale”, oggetto della pubblicazione sulla rivista “Optica”, ha la funzione di rallentare fotoni adiacenti, ampliando la distanza tra essi, e quindi consentendo di misurarli singolarmente. Grazie a questa facoltà, i dispositivi TCSPC con lenti temporali integrate possono distinguere i fotoni che arrivano a un rivelatore con uno scarto di diverse centinaia di quadrilionesimi di secondo, ordini di grandezza nettamente superiori rispetto a quelli raggiungibili dai dispositivi tradizionali. Questa estrema precisione consentirebbe la possibilità di uno studio maggiormente dettagliato su molecole estremamente piccole.

I ricercatori hanno ancora molto lavoro da fare prima che questa tecnologia diventi comune nei laboratori scientifici. Tuttavia, sono fiduciosi che la loro "lente temporale" permetterà, in un prossimo futuro, di osservare oggetti, dal molto piccolo al molto grande, con una chiarezza mai raggiunta nella storia dell'uomo.