Un team di ricercatori olandesi e italiani è riuscito a ottenere immagini nitide di oggetti nascosti dietro a uno schermo opaco. Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature, è stato supportato da diverse organizzazioni tra cui rientra il Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR).
La scoperta potrebbe avere ripercussioni in diversi settori, tra cui l'industria della produzione di chip. "Il nostro lavoro è una ricerca di fisica fondamentale. Servirà ancora molto lavoro prima che la nostra scoperta trovi applicazione nel mondo dell'industria. Si tratta insomma di un primo passo nella giusta direzione", ci ha confidato il dottor Jacopo Bertolotti, tra gli autori dello studio insieme a un team di ricercatori del MESA+ Institute for nanotechnology dell'Università di Twente, guidati dal Dr. Allard Mosk.
"I wafer di silicio utilizzati oggigiorno solo lisci e puliti da un lato (quello dove viene fatta la litografia) ma sono ruvidi e opachi dall'altro", sottolinea il dottor Bertolotti. "Qualunque ispezione ottica, per verificare che tutto sia andato bene, deve essere necessariamente essere fatta dallo stesso lato dove sono state scritte tutte le strutture", ha aggiunto Bertolotti.
Rappresentazione figurata dell'esperimento nei suoi passaggi
"Se qualcosa non è andato per il verso giusto il wafer deve essere scartato subito. Questa parte del processo richiede lo sviluppo di tecniche che semplifichino l'ispezione dei wafer in maniera da poter fare tutto più velocemente, aumentare il ritmo produttivo e quindi abbassare i costi", ha concluso il ricercatore.
Alcuni materiali appaiono opachi perché disperdono la luce, che non si muove in linea retta ma prende strade "imprevedibili". Questi materiali impediscono, di fatto, la visione di oggetti che sono posti dietro di loro e a tutti gli effetti li nascondono.
Nonostante numerosi tentativi, finora non è mai stato possibile ottenere un'immagine chiara da una luce dispersa, cioè che non segue un percorso rettilineo, ed è proprio in questo che i ricercatori dell'Università di Twente hanno avuto successo.
In sostanza, il team di studiosi ha eseguito una scansione dell'angolo di un raggio laser che illuminava un diffusore opaco. Contemporaneamente, un computer registrava la quantità di luce fluorescente restituita da un piccolo oggetto posto dietro al diffusore.
In questo modo i ricercatori hanno raccolto le informazioni, in forma criptata, necessarie per formare un'immagine dell'oggetto. La codifica dei dati inizialmente ha rappresentato un problema, ma dopo diverse analisi hanno determinato che le informazioni criptate erano sufficienti per ricostruire l'immagine.
Il loro metodo consiste in un programma che per prima cosa fa ipotesi sull'informazione mancante, e poi testa e affina tale ipotesi. In questo modo gli studiosi sono riusciti a ottenere l'immagine di un oggetto fluorescente nascosto a soli 50 micrometri di distanza - le dimensioni tipiche di una cellula.
Questo lavoro dovrebbe portare a nuovi metodi di microscopia che consentiranno di ottenere immagini nitidissime in ambienti fortemente dispersivi. "Sarà molto utile nel campo delle nanotecnologie", ha sottolineato il dottor Allard Mosk.
"Vorremmo portare alla luce le strutture che sono nascoste all'interno di ambienti complessi come i chip dei computer". Questo metodo potrebbe trovare applicazione anche nell'esame di oggetti posti sotto la pelle umana, ma secondo il Dott. Mosk è al momento "troppo lento" per questo scopo e bisognerà necessariamente affinarlo.