Trasferimento di elettricità senza fili su lunghe distanze, esperimenti mostrano utilità dell’antilaser

Credito: Hans, Pixabay, 113303

I ricercatori dell’Università del Maryland, collaborando con un collega della Wesleyan University nel Connecticut, mostrano l’efficienza di un metodo per il trasferimento di elettricità senza fili sulle lunghe distanze.
Quest’ultima è una tecnologia che in realtà esiste ma la cui applicazione pratica è stata sempre difficile, così difficile che da più di 100 anni, da quando Tesla ha sviluppato l’idea, resta ancora un sogno.

Attualmente è possibile, per esempio, caricare uno smartphone appoggiandolo a pochi centimetri di distanza da una piccola stazione di ricarica ma trasferire l’energia elettrica a metri di distanza o finanche a chilometri di distanza è ancora abbastanza irrealizzabile a livello pratico e per un utilizzo diffuso.
Attualmente si utilizzano, dopo che negli anni vari tentativi sono stati fatti, metodi di focalizzazione dei fasci di energia orientandoli verso l’obiettivo. Si tratta di un metodo che effettivamente funziona ma che non è ancora molto efficiente. Inoltre dei raggi elettromagnetici focalizzati che, per esempio, possono passare sopra case o centri abitati sono visti ancora come qualcosa di pericoloso.

I ricercatori dell’Università del Maryland, come descritto in uno studio pubblicato su Nature Communications, hanno mostrato che un metodo attualmente già esistente per trasmettere la potenza elettrica a lungo raggio senza focalizzare l’energia si rivela molto utile. Questo metodo si rifà ad un concetto noto come “antilaser”. Mentre in un normale laser i fotoni innescano una cascata di molti altri fotoni per “sparare” un fascio unico, compatto e coerente, in un antilaser succede il contrario: l’antilaser assorbe, in maniera altrettanto coerente, un fascio dimolti fotoni sintonizzati, una sorta di laser che va indietro nel tempo.

L’utilizzo di questo metodo mostra che si può progettare una sorta di assorbitore perfetto e coerente: “Volevamo una sorta di ambiente casuale, arbitrario e complesso e volevamo che l’assorbimento perfetto avvenisse in quelle circostanze davvero impegnative. Questa era la motivazione, e l’abbiamo fatto”, spiega Steven Anlage del Quantum Materials Center (QMC), uno degli scienziati impegnati nel progetto.
In pratica il dispositivo può ricevere energia da una fonte energetica più diffusa e quindi meno pericolosa piuttosto che da una fonte compatta e diretta come avviene con il metodo “classico” che “spara” un unico fascio in un’unica direzione.

I ricercatori hanno svolto vari esperimenti inviando microonde di diverse frequenze, ampiezze fasi al dispositivo assorbitore tramite un labirinto scoprendo che l’assorbitore assorbiva il 99,999% dell’energia inviata dalla fonte. Un assorbimento talmente perfetto e coerente da non richiedere alcun tipo di “costrizione” nell’ambiente in cui trasportare l’energia elettrica, così efficiente che di per sé promette livelli di applicabilità praticamente infiniti. Ma ovviamente passare da esperimenti in laboratorio alla realtà pratica resta ancora un altro discorso.
“Sulla base di queste proprietà possiamo ottenere i segnali a microonde unici per questo tipo di sistema. E saranno perfettamente assorbiti dall’oggetto. Per ogni oggetto unico, i segnali saranno diversi e appositamente progettati”, spiega Lei Chen, uno studente laureato in ingegneria elettrica e informatica della UMD nonché autore principale dello studio.

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