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Smartphone come scanner a raggi X grazie al Caltech

Il California Institute of Technology ha sviluppato microchip in grado di emettere onde ad altissima frequenza per applicazioni di scansione e imaging: sono talmente piccoli da stare comodamente in qualsiasi dispositivo portatile

Due ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno realizzato un nuovo tipo di microchip in grado di emettere onde elettromagnetiche ad alta frequenza, nell'ordine dei Terahertz, che hanno la stessa capacità di penetrare attraverso molti tipi di materiali che hanno i raggi X, ma senza il loro potere ionizzante e quindi senza gli effetti collaterali negativi che caratterizzano la normale analisi radiologica. In più, questi microchip hanno dimensioni molto ridotte e si possono quindi inserire in dispositivi portatili, come ad esempio gli smartphone.

I microchip sviluppati dal Caltech confrontati con una monetina

Alla base della soluzione progettata da Ali Hajimiri e Kaushik Sengupta ci sono normali microchip dello stesso tipo di quelli usati negli smartphone e nei tablet, solo che vengono fatti funzionare a frequenze di quasi 300 volte superiori a quelle normali. In questo modo i chip emettono segnali a frequenze nell'ordine dei Terahertz, segnali che possono essere programmati per dirigersi in una particolare direzione e operare quindi una scansione ad alta frequenza degli oggetti che si trovano davanti. Le potenzialità delle frequenze Terahertz come mezzo per la scansione e l'imaging sono note da tempo ma non sono state del tutto esplorate perché i sistemi convenzionali richiedono generatori laser e spesso operano solo a temperature molto basse.

I microchip tradizionali però non sono studiati per operare a frequenze Terahertz. Il problema è stato risolto non forzando le frequenze dei singoli transistor ma facendone collaborare un gran numero: se più elementi operano alle frequenze giuste e in maniera sincronizzata, la loro potenza può essere combinata arrivando a incrementare quella del segnale risultante. Il segnale generato è a frequenze nell'ordine dei Terahertz e si trasmette mediante un sistema altrettanto innovativo. Dato che le antenne tradizionali non sono efficienti se sono della stessa scala di un microchip, è il chip stesso a fare da antenna grazie all'inserimento di piccoli segmenti metallici al suo interno.

Un esempio di applicazione dei microchip: l'immagine nel riquadro è la "radiografia" del peluche e mostra gli oggetti nascosti al suo interno

Il lato potenzialmente più interessante della soluzione presentata dal Caltech è che i chip realizzati sono di dimensioni molto piccole, quindi si possono inserire in dispositivi portatili e abilitare una vasta gamma di applicazioni. Tra queste c'è certamente la classica scansione di oggetti e persone per applicazioni mediche o di sicurezza, ma anche l'analisi chimica (le onde ad alta frequenza possono eseguirla) e persino, secondo i ricercatori, il gaming.