Università, l’ateneo di Trento realizza il primo chip che controlla la luce ed evita i riflessi

Nel cuore del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento, una ricerca d’avanguardia ha appena segnato un punto di svolta nella gestione dei segnali luminosi all’interno dei microchip. La sfida, da sempre considerata una delle più complesse nella fotonica, riguarda la capacità di controllare il movimento della luce senza che questa venga deviata o sporcata dalle microscopiche impurità presenti nei materiali come il silicio. Queste imperfezioni creano solitamente riflessi e rimbalzi caotici che generano rumore elettronico, rendendo difficile l’integrazione della luce nei circuiti informatici. La soluzione proposta dal gruppo di ricerca guidato dal professor Lorenzo Pavesi si chiama Drum, un microrisonatore capace di riconfigurarsi dinamicamente per trasformare un limite fisico in una risorsa tecnologica.

La struttura di Drum, incredibilmente piccola e paragonabile per dimensioni a un granello di polvere, si presenta come un anello dove la luce può scorrere in entrambi i sensi di rotazione. La vera innovazione risiede nell’integrazione di due canali laterali che, regolati termicamente, funzionano come una vera e propria manopola di sintonizzazione. Attraverso questo meccanismo, i ricercatori sono riusciti a creare un dispositivo capace di compensare attivamente le irregolarità del materiale. Quando i canali restano chiusi, il chip raggiunge una condizione di perfezione operativa che permette al segnale di scorrere senza alcun ostacolo, come se l’anello fosse privo di qualsiasi difetto strutturale. Al contrario, aprendo uno dei canali, il sistema forza la luce a muoversi in una direzione precisa, garantendo un controllo totale del flusso.

Le implicazioni di questa flessibilità sono vaste e toccano settori chiave della tecnologia moderna. Grazie alla sua estrema sensibilità, il chip Drum si candida a diventare uno strumento d’elezione nella biosensoristica, permettendo di rilevare particelle infinitesimali in ambito biologico con una precisione finora impensabile. Tuttavia, è nel campo dell’intelligenza artificiale e dell’hardware neuromorfico che la scoperta promette i risultati più affascinanti. Poiché questi anelli ottici possono emulare il comportamento dei neuroni, la capacità di Drum di passare da una configurazione all’altra permette di realizzare neuroni artificiali molto più vicini a quelli biologici, aprendo la strada a computer capaci di elaborare informazioni con una complessità e un’efficienza simili a quelle del cervello umano.

I risultati di questo studio, pubblicati sulla prestigiosa rivista Light: science and applications del gruppo Nature, portano la firma di Bülent Aslan, Riccardo Franchi, Stefano Biasi, Salamat Ali, Davide Olivieri e Lorenzo Pavesi. Con questo prototipo, l’ateneo trentino non solo supera un limite storico della fisica dei semiconduttori, ma offre alla comunità scientifica internazionale uno strumento versatile per esplorare nuovi fenomeni ottici e sviluppare una nuova generazione di memorie e processori basati sulla luce.