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Buon compleanno laser! Il 16 maggio ricorre l’International Day of Light, una giornata istituita dall’UNESCO per celebrare l’anniversario della prima dimostrazione sperimentale di un laser, realizzata il 16 maggio 1960 dal gruppo di ricerca di Theodore Maiman, nei laboratori Hughes in California.
Quel primo prototipo, costruito con un rubino sintetico come mezzo attivo e un flash fotografico come sorgente di eccitazione, emetteva luce impulsata e apriva la strada a una rivoluzione tecnologica senza precedenti. Solo sette mesi dopo, nei laboratori Bell, venne costruito il primo laser a gas, in grado di emettere luce continua. Da allora, i progressi sono stati straordinari e le applicazioni sempre più diffuse.
Ma cosa significa esattamente laser? È l’acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ovvero uno strumento in grado di emettere un fascio di luce intenso, direzionale e coerente. Ecco come funziona. Almeno la metà di tutti gli atomi o le molecole del mezzo attivo (gas, liquido o solido), vengono “eccitati”, passando da uno stato fondamentale a uno stato energetico superiore, in modo da conseguire un’ “inversione della popolazione”. Quando una particella decade, rilascia un fotone con una determinata lunghezza d’onda: questo fotone innesca una rapida reazione a catena, inducendo l’emissione stimolata di altri fotoni, che vanno a generare il fascio intenso di radiazione coerente.
Come spesso accade nella ricerca fondamentale, non era immediato immaginare le molteplici applicazioni pratiche di questa nuova tecnologia. Si racconta che Irnee D’Haenes, giovane assistente di Maiman, scherzasse dicendo che “il laser era una soluzione in cerca di problemi”. Ma con il tempo e con l’avanzare della tecnologia, il laser si è rivelato uno strumento versatile e indispensabile in settori molto diversi.
Oggi, le applicazioni dei laser spaziano dall’ingegneria alla medicina, dall’elettronica alle telecomunicazioni. I laser vengono utilizzati per tagliare e saldare metalli, misurare distanze con estrema precisione e correggere difetti della vista. Nel settore edile, i laser sono diventati strumenti essenziali per il livellamento e l’allineamento. Nella logistica e nel commercio, i codici a barre vengono letti grazie a piccoli laser integrati negli scanner. E non possiamo dimenticare il loro ruolo cruciale nelle telecomunicazioni, dove la luce laser viaggia attraverso fibre ottiche, trasportando moli di dati incredibili. Anche nel settore dell’intrattenimento, i laser hanno avuto un impatto rivoluzionario: dagli anni ’80, i lettori CD e DVD hanno trasformato l’industria musicale e cinematografica, grazie ai laser a diodo.
A distanza di 65 anni, continua incessante la ricerca per sviluppare sorgenti laser di dimensioni sempre più compatte, magari integrabili in un chip o in grado di coprire ulteriori lunghezze d’onda oltre quelle dall’infrarosso all'ultravioletto: parliamo, ad esempio, di lunghezze d’onda nella banda dei terahertz o addirittura nella regione dei raggi X.
L’ultima frontiera da superare è quella di sviluppare laser in grado di emettere impulsi brevissimi, della durata di attosecondi (15 ordini di grandezza in meno del laser ad impulsi di Maiman) e di pensare a nuove applicazioni tecnologiche.
Insomma, il laser è una tecnologia in continua evoluzione e le sue potenzialità sono ancora tutte da scoprire!
Autore: Irene Marzoli
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