Un team di fisici dell’Università di Varsavia ha sviluppato una radio completamente ottica in grado di captare e decodificare segnali senza l’uso di elettricità o di un’antenna metallica. Coordinato da Michał Parniak presso la Facoltà di Fisica e il Centre for Quantum Optical Technologies, il dispositivo utilizza atomi di rubidio in stati di Rydberg per trasformare onde radio in luce.
L’innovazione si basa sull’idea di sostituire il tradizionale circuito elettronico di una radio con un sistema di laser calibrati. All’interno di una cella di vetro, tre raggi laser ultra-stabili interagiscono con un gas di rubidio. Quando questi colpiscono gli atomi, gli elettroni vengono eccitati in orbite più ampie, chiamate stati di Rydberg, che sono altamente sensibili a campi elettromagnetici esterni. Quando una radiofrequenza attraversa la cella, modula il movimento degli elettroni, che, ritornando al loro stato iniziale, emettono un debole segnale luminoso. Questo segnale, rilevato da un dispositivo ottico, porta le informazioni trasmesse dall’onda radio.
Per ottimizzare la precisione, il team ha impiegato cavità ottiche, sottili tubi a specchio che stabilizzano la frequenza dei laser, simili a come un organo musicale conserva una nota. Il risultato è una radio invisibile e auto-calibrante che non interferisce con l’ambiente circostante.
Poiché priva di componenti metallici, questa radio potrebbe essere utilizzata in situazioni dove i materiali conduttivi alterano le misurazioni, come negli esperimenti di fisica fondamentale o nei sistemi satellitari. In futuro, i ricercatori prevedono di miniaturizzare l’intero sistema fino a integrarlo in una fibra ottica, permettendo alla luce di captare il segnale e restituire le informazioni a distanza.
Sostenuto dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA), il progetto è in fase di sviluppo commerciale, con l’obiettivo di adattare questa tecnologia per il monitoraggio preciso dei campi elettromagnetici nello spazio. I risultati dell’innovazione sono stati pubblicati su Nature Communications e rientrano nel programma europeo SONATA17 e nell’iniziativa Quantum Optical Technologies.