• Google+
  • Commenta
5 luglio 2010

Politecnico di Milano: Dispositivi elettronici superveloci e celle fotovoltaiche superefficienti con gli attosecondi

I ricercatori del Laboratorio ad attosecondi del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano in collaborazione con ricercatori di vari centri di ricerca e università europee sono riusciti ad osservare per la prima volta il moto degli elettroni all’interno di una molecola di idrogeno utilizzando gli impulsi di luce attosecondi (1 miliardesimo di miliardesimo di secondo). Il risultato ottenuto rappresenta un primo fondamentale passo verso la comprensione dei meccanismi fisici alla base di tutti i processi chimici naturali e artificiali ed è stato pubblicato sulla rivista “Nature” in uscita il 10 giugno 2010.

In futuro la stessa tecnica sarà applicata allo studio delle dinamiche elettroniche in molecole più complicate e permetterà di intervenire in modo diretto sulla dinamica elettronica e sulla corretta scala temporale ad atto secondi e quindi di indirizzare una particolare trasformazione chimica.

Nello specifico, l’applicazione degli impulsi ad atto secondi allo studio dei processi elettronici fondamentali in processi chimici permetterà di costruire, ad esempio, dispositivi elettronici superveloci, in cui i flussi di corrente, dati dal moto degli elettroni all’interno della singola molecola e fra le molecole adiacenti, saranno controllati su scale temporali sempre più ridotte con frequenze dell’ordine del petahertz (1 milione di miliardi di operazioni al secondo) contro i 10 gigahertz (10 miliardi di operazioni al secondo) attuali.

Altra possibile applicazione tecnologica sarà lo sviluppo e la progettazione di celle fotovoltaiche con efficienza sempre maggiore nelle quali la nuova tecnologia permetterà di migliorare le caratteristiche del moto delle cariche negative e positive all’interno delle catene molecolari che viene sfruttato per generare corrente elettrica.
Più velocemente si verifica questa migrazione, maggiore è l’efficienza di conversione tra energia solare assorbita e energia elettrica emessa dalla cella.

L’esperimento

L’esperimento è stato compiuto presso il laboratorio ad attosecondi del Politecnico di Milano, dove è stato sviluppato un sistema laser molto sofisticato, che consente di produrre e utilizzare impulsi di luce della durata di circa 100 attosecondi.
Le misure sono state eseguite sulla molecola in assoluto più semplice, la molecola di idrogeno che viene investita da un impulso ad attosecondi, che la ionizza strappandole uno dei due elettroni. Un secondo impulso laser, con durata di pochi femtosecondi (1 femtosecondo = 1000 attosecondi), opportunamente ritardato rispetto al primo, viene focalizzato sulla stessa molecola ed agisce come una sorta di forbice atomica, dividendo la molecola ionizzata in due frammenti. Ciò permette di determinare come si muove l’elettrone rimasto nella molecola: dal momento che è stato rimosso un solo elettrone, uno dei due frammenti sarà neutro (cioè la sua carica elettrica complessiva risulterà pari a zero), mentre il secondo risulterà carico positivamente. Possiamo quindi sapere dove è andato a finire il secondo elettrone: sul frammento neutro.
Simulare numericamente il comportamento dinamico della molecola in assoluto più semplice, la molecola di idrogeno appunto, ha richiesto l’impiego del più potente supercomputer europeo, “MareNostrum”, realizzato presso il Barcelona Supercomputing Center, formato da più di 10000 processori, con una capacità di calcolo complessiva di varie decine di Teraflop (1 Teraflop corrisponde a mille miliardi di operazioni al secondo).

Università degli studi di Padova: La nuova Archeologia è virtuale

Seconda settimana di lavori per i venti studenti della Scuola Italiana di Archeologia Virtuale, alle prese con le metodologie e gli strumenti tecnici più avanzati in grado di valorizzare il patrimonio artistico italiano. Si tratta di tecnologie digitali che oltre a consentire alla ricerca archeologica un’efficace attività di raccolta, documentazione, comunicazione dei dati, permettono di ricostruire paesaggi e monumenti dell’antichità con sistemi di realtà virtuale (modellazione 3d, computer grafica e affini).

La Scuola Italiana di Archeologia si tiene a Ca’Emo, Monselice (PD), sede distaccata dell’Università di Padova, ed è organizzata dal Dipartimento di Archeologia dell’Università di Padova e dall’Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche). Il corso, giunto alla seconda edizione, è una full immersion di due settimane (28 giugno – 9 luglio) con lezioni frontali, laboratori e lavoro sul campo.

L’obiettivo è contribuire alla formazione di professionisti capaci di esaltare le risorse culturali del nostro Paese che rappresentano importanti opportunità di crescita economica.

Google+
© Riproduzione Riservata