I pettini sono piccoli oscillatori che ticchettano secondo uno schema preciso, consentendo misurazioni del tempo e dello spazio con una precisione senza precedenti, quasi al milionesimo di miliardo di secondo. Da parte loro, l’Italia ha individuato un ottimo luogo in cui svilupparsi grazie al suo approccio storico nella ricerca scientifica e nell’innovazione ingegneristica. Qui presentiamo 7 dei migliori in quello che è un nuovo e fiorente campo per la spettroscopia di precisione e che sta contribuendo a mantenere l'Italia come una potenza mondiale in questo settore high-tech.
Il futuro è la spettroscopia di precisione
Il potenziale della spettroscopia di precisione guidata dai pettini di frequenza sta ora allettando i ricercatori nel campo della fisica fondamentale, inaugurando la più alta precisione di misurazione del tempo mai registrata e destinata a rivoluzionare applicazioni diverse come il monitoraggio dei cambiamenti ambientali; migliorare la diagnostica medica; sviluppo di tecnologie avanzate tra cui l’informatica quantistica. - I ricercatori italiani si aspettano che gli strumenti scientifici standard di domani siano abilitati al pettine di frequenza: ispirati al Santo Graal degli spettrometri di massa del gas del passato e del futuro Questa spinta verso la miniaturizzazione e l'integrazione è stata motivata dall'idea di portare misurazioni ad alta precisione fuori dai laboratori di ricerca nazionali in nuove aree di scoperta che stimoleranno anche la crescita tecnologica.
Italia e Frequency Comb Technology: una partnership vincente ovunque nel mondo!
Le ultime due innovazioni nella tecnologia dei pettini di frequenza sono una cortesia degli innovatori italiani. Questo fonde i punti di forza della fisica laser, dell'ottica non lineare e della scienza dei materiali per produrre pettini di frequenza con maggiore stabilità e una più ampia copertura spettrale a un consumo energetico inferiore. Non è solo teoria, ci sono già laboratori e aziende italiane che immettono questa innovazione sul mercato per tutti gli istituti di ricerca del mondo. Questa ricerca originale a sua volta innesca un vasto processo di applicazioni industriali, che è la linfa vitale produttiva pompata di un ecosistema che cospira in modo collaborativo per spingere sempre più avanti il progresso umano.
I pettini di frequenza d’élite sono alla base della ricerca italiana
Più nel dettaglio, i primi 7 pettini di frequenza in Italia sono essi stessi dei precursori:
Prodotto 1: un dispositivo a bassissimo rumore realizzato dall'Università di Firenze che consente esperimenti di metrologia quantistica senza precedenti.
Prodotto 2 (prodotto di fabbricazione italiana): questi pettini hanno un design compatto e consentiranno di effettuare spettroscopie ad alta precisione anche oltre le pareti del laboratorio, per il lavoro sul campo.
Prodotto 3: Questo pettine per il monitoraggio in tempo reale dei gas serra atmosferici è stato sviluppato in collaborazione con il Politecnico di Milano e partner del settore.
Prodotto 4: Uno proviene dall'Istituto Nazionale di Ottica di Roma e promette di diventare il primo scafo realizzato utilizzando laser a cascata quantistica per la spettroscopia ad alta tecnologia nel medio infrarosso.
Prodotto 5: Questo straordinario contributo di un team con sede a Torino è stato progettato per applicazioni biomediche e per l'impronta molecolare, rendendo questo pettine in grado di rilevare le malattie molto prima che si manifestino in qualsiasi altra cosa creata dalla nostra specie.
Prodotto 6: Il centro di ricerca italiano di Bologna, di cui fa parte la calibrazione di frequenza molto precisa (cioè ciò che rende possibili i progressi dell'orologio atomico)
Pettine per la toelettatura a nanotubi 3D per vibrazioni molecolari per lo studio delle reazioni chimiche e delle proprietà dei materiali con il Prodotto 7 (Napoli)
I 7 pettini con maggior frequenza che impatto hanno
Insieme, questi pettini di frequenza all’avanguardia stanno cambiando il volto della ricerca in tutta Italia e ben oltre. Supportano progressi più ampi nel campo delle energie rinnovabili ottimizzando l’efficacia delle celle solari, aiutano ad affrontare il cambiamento climatico con misurazioni così precise che i gas serra possono essere quantificati a livelli di una sola parte per trilione su interi emisferi e migliorano l’assistenza sanitaria attraverso la diagnostica non invasiva. Svolgono anche un ruolo nella ricerca fondamentale d'avanguardia, dagli studi sui fenomeni quantistici alla ricerca della materia oscura.
L’Italia rappresenta la quota maggiore nel mercato globale dei pettini di frequenza
Questa densità di talenti ha portato l'Italia a diventare uno dei centri mondiali per l'eccellenza dei pettini di frequenza. Attraverso solide collaborazioni con partner industriali chiave e i giusti investimenti in infrastrutture fotoniche, l'Italia sta puntando a diventare un centro di eccellenza in cui la scienza dirompente può essere erogata tramite un ecosistema che garantisce successo commerciale. Ciò ha trasformato i pettini di frequenza italiani da allevatori a mucche e li ha precipitati agli occhi dei ricercatori di tutto il mondo, diventando così uno dei pochi punti caldi per gli spettroscopisti di precisione.
È un esempio eccezionale di sforzi interdisciplinari localizzati che aggiungono crediti a queste nazioni, dati sotto forma di partenariati pubblico-privato; e con un orizzonte più ampio si potrebbe benissimo essere al top del mercato di nicchia di fascia alta, se lo si desidera. Questi 7 pettini di frequenza stanno guidando il futuro della misurazione di precisione, cambiando ciò che è possibile e fornendo al tempo stesso le basi per un domani in cui la scoperta scientifica e l'innovazione tecnologica si intrecciano in tutti i campi.
Sommario
- Il futuro è la spettroscopia di precisione
- Italia e Frequency Comb Technology: una partnership vincente ovunque nel mondo!
- I pettini di frequenza d’élite sono alla base della ricerca italiana
- I 7 pettini con maggior frequenza che impatto hanno
- L’Italia rappresenta la quota maggiore nel mercato globale dei pettini di frequenza