La banda terahertz per scaricare dati mille volte più rapidamente con smartphone, tablet e notebook. Siamo ancora lontani da tutto questo, e possiamo dirci fortunati di vedere all'orizzonte la tecnologia 4G LTE, ma i ricercatori dell'Università di Pittsburgh affermano di aver dimostrato "una base fisica" per la banda a frequenza terahertz (THz, pari a un trilione di cicli al secondo), cioè la porzione di spettro elettromagnetico tra l'infrarosso e le microonde.
In un articolo pubblicato su Nature Photonics, il professor Hrvoje Petek, insieme al collega Muneaki Hase dell'Università di Tsukuba, ha spiegato che è riuscito a generare un pettine di frequenze – dividendo un singolo colore di luce in una serie di righe dello spettro, uniformemente spaziate, per una varietà di applicazioni - che si estende ben oltre la banda dei 100 terahertz attraverso l'eccitazione di un insieme coerente dei moti atomici all'interno di un cristallo di silicio semiconduttore.
"La capacità di modulare la luce con questo tipo di banda potrebbe aumentare la quantità d'informazione trasportata di oltre mille volte se raffrontata al volume mosso dalle tecnologie attuali", ha dichiarato Petek. "Inutile dire che si tratta di una scoperta attesa da molto tempo nel settore".
Per analizzare sulle proprietà ottiche di un cristallo di silicio, Petek e il suo team si sono concentrati sul cambiamento di riflettività in seguito a un'eccitazione con un intenso impulso laser. Dopo l'eccitazione, il team ha osservato che la quantità di luce riflessa oscilla a 15.6 THz, la frequenza meccanica più alta raggiunta dagli atomi all'interno di un reticolo di silicio. Questa oscillazione scatena ulteriori cambiamenti nell'assorbimento e riflessione della luce, moltiplicando l'oscillazione fondamentale della frequenza fino a sette volte per generare un pettine di frequenze che si estende oltre i 100 THz.
Per la prima volta Petek e il suo team sono stati in grado di osservare la produzione di questo tipo di pettine di frequenze da un solido cristallino. "Anche se ci aspettavamo di vedere l'oscillazione a 15.6 THz, non avevamo compreso che questa eccitazione poteva modificare le proprietà del silicio in modo tanto chiaro", ha dichiarato Petek. "La scoperta è stata sia il risultato dello sviluppo di strumentazione unica che dell'analisi da parte dei membri del team".
Il team adesso sta verificando l'oscillazione coerente di elettroni, che potrebbe ulteriormente estendere la capacità di sfruttare le interazioni luce-materia nella gamma di frequenze da quelle terahertz a quelle petahertz (1 quadrilione di hertz). Ricordiamo che mentre c'è chi ha realizzato un chip sperimentale in grado di lavorare a frequenza terahertz (Wireless turbo, trasferiremo dati a 30 gigabit al secondo), i ricercatori dell'Università di Notre Dame in Indiana si stanno rivolgendo al grafene per controllare questa particolare porzione dello spettro elettromagnetico.