Nuovo strumento ottico misura distanza più piccola mai misurata direttamente

Un nuovo sistema per misurare le distanze sulla scala nanometrica, una sorta di “righello ottico” nanometrico, è stata sviluppata da un gruppo di ricerca dell’Università Tecnologica Nanyang di Singapore (NTU).

Attualmente esiste un limite, denominato “limite di diffrazione”, per il quale i dispositivi ottici possono visualizzare in una maniera considerabile come affidabile solo una certa distanza in relazione alla lunghezza d’onda della luce utilizzata, più o meno la metà.

Il limite di diffrazione è dunque superiore ai 400 nanometri considerando la metà della lunghezza d’onda della luce infrarossa vicina.
Parliamo di una distanza piccolissima, misurabile in 100 micron e 250 volte più piccola della larghezza di un capello umano.

Tuttavia per misurare oggetti come virus e nanoparticelle, che hanno dimensioni che possono andare da 100 fino a 10 nanometri, questa risoluzione comincia a non essere sufficiente.
Dunque si utilizzano metodi indiretti e non ottici per eseguire misurazioni sulla scala nanometrica.
Questi metodi, oltre ad essere complicati e molto costosi, non in tutti i casi sono affidabili.

I ricercatori Nikolay Zheludev e Guanghui Yuan descrivono nel nuovo studio presentano una nuova modalità ottica per misurare queste distanze.
Il nuovo metodo può misurare la distanza più piccola mai misurata direttamente utilizzando la luce del vicino infrarosso.

Con questo metodo, secondo i calcoli teorici che hanno fatto, sarebbe possibile misurare anche distanze fino alle dimensioni di un singolo atomo.
Hanno creato un dispositivo con una pellicola d’oro spessa 100 nanometri che è caratterizzato da 10.000 piccole fessure per ottenere una diffrazione della luce laser e per sfruttare un fenomeno ottico conosciuto come “superoscillazione”.

“Ciò che lo fa funzionare è il modello preciso in cui sono disposte le fessure. Ci sono due tipi di fessure all’interno del modello, orientate ad angolo retto l’una rispetto all’altra. Quando la luce laser polarizzata colpisce la pellicola d’oro, crea un modello di interferenza contenente caratteristiche estremamente minuscole, molto più piccole della lunghezza d’onda della luce”, spiega lo stesso Yuan.

Non è il primo tentativo di usare la superoscillazione per misurazioni di tipo ottico tuttavia questa tecnica, a detta di Zheludev, “rappresenta un notevole miglioramento”.
Eventuali applicazioni? Un metodo del genere, secondo i ricercatori, potrebbe essere utilizzato in vari campi, dal controllo di precisione nell’elettronica fino al monitoraggio dell’integrità dei nano dispositivi.

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