Una «super colla» di fotoni per le particelle con carica negativa

Un gruppo di ricerca internazionale ha scoperto che i fotoni possono compensare la repulsione elettrostatica tra particelle con carica negativa.

I fotoni (le particelle che compongono la luce) possono essere usati per tenere insieme particelle con carica negativa. È la scoperta fatta da un gruppo di ricerca internazionale. Allo studio hanno partecipato l'Istituto Officina dei Materiali (Cnr-Iom) di Trieste, l'Istituto Nazionale di Ottica (Cnr-Ino) di Trento e l'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (Cnr-Ifn). Il progetto è guidato da due giovani scienziati italiani. Giorgio Biasol ha guidato il gruppo che si è occupato della crescita delle strutture a pozzo quantico con la tecnica MBE (Molecular Beam Epitaxy), mentre Iacopo Carusotto è stato responsabile della progettazione dell'esperimento. I risultati sono stati pubblicati sull'autorevole rivista Nature Physics. Normalmente le particelle con carica negativa si respingono (mentre quelle con carica positiva e negativa si attraggono). I ricercatori hanno invece scoperto che i fotoni possono essere usati come una sorta di «super colla» in grado di compensare la repulsione elettrostatica e tenere insieme particelle con carica negativa.

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Una «super colla» di fotoni per le particelle con carica negativa

I ricercatori hanno individuato una nuova forma di materia chiamata Photon Bound Exciton. «Questo esperimento – ha spiegato il coordinatore Giorgio Biasol in un'intervista – ha confermato quanto atteso alla luce dell'effetto fotoelettrico, la cui scoperta valse a Einstein il Nobel nel 1921, e dimostra sostanzialmente la possibilità di progettare nuovi atomi artificiali, ampliando considerevolmente l'elenco dei materiali disponibili per applicazioni scientifiche e tecnologiche, in particolare per i dispositivi fotonici. La possibilità di usare la luce come una sorta di cerniera subatomica, in grado di legare insieme gli elettroni per creare nuovi oggetti simili agli atomi». Ma come è avvenuta la scoperta? «Abbiamo prima sintetizzato questo dispositivo nanometrico», spiega Biasol. «Poi lo abbiamo racchiuso tra due specchi dorati, che hanno intrappolato i fotoni e concentrato l'energia luminosa vicino agli elettroni, aumentando notevolmente l'interazione tra luce e materia. Si è quindi osservato che un elettrone resta intrappolato nel pozzo, legato agli altri elettroni con carica negativa in una nuova configurazione elettronica stabilizzata dal fotone».

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