Dalla Polonia il primo ricevitore radio quantistico alimentato solo dalla luce

Roma – Un’antenna radio che funziona grazie alla luce laser e misura onde elettromagnetiche senza utilizzare alcun componente elettronico. È il risultato di un gruppo di ricercatori della Facoltà di Fisica dell’Università di Varsavia e del Centre for Quantum Optical Technologies, che hanno realizzato il primo ricevitore radio completamente ottico basato sulle proprietà quantistiche degli atomi di Rydberg. I risultati, pubblicati su Nature Communications, aprono la strada a una nuova generazione di sensori quantistici ultra-sensibili per telecomunicazioni, calibrazione di campi elettromagnetici e applicazioni spaziali. “Abbiamo sostituito l’antenna metallica e i circuiti elettronici con un mezzo completamente ottico, una sorta di aurora boreale artificiale,” spiega Michał Parniak, responsabile del progetto. “Gli atomi di rubidio, eccitati da laser, reagiscono ai campi radio trasformandoli in luce infrarossa che può essere misurata con estrema precisione”. Il sistema utilizza vapori di rubidio racchiusi in una cella di vetro, attraversati da tre laser ultra-stabilizzati che “accordano” gli elettroni degli atomi in stati di alta energia, detti stati di Rydberg. In queste orbite, gli elettroni diventano molto sensibili alle microonde e alle onde radio. Quando il campo radio interagisce con gli atomi, ne modifica leggermente il movimento, generando radiazione infrarossa la cui fase e ampiezza replicano esattamente quelle del segnale radio ricevuto. La struttura non contiene componenti metallici o elettrici, evitando ogni interferenza con i campi misurati. L’intero sistema è alimentato solo dalla luce laser, e in futuro potrà essere miniaturizzato fino a diventare una piccola sezione di fibra ottica capace di ricevere e inviare segnali a distanza senza disturbi. L’assenza di contatto diretto con il campo radio consente di rilevare segnali debolissimi senza perturbarli, rendendo il sistema ideale per la calibrazione di microonde, il monitoraggio di segnali spaziali e persino per applicazioni di sicurezza o telecomunicazione discreta. “Grazie alla sua autocalibrazione e sensibilità, questo ricevitore potrà essere usato in ambienti dove i dispositivi elettronici tradizionali non funzionano, come satelliti o laboratori quantistici,” spiega Wojciech Wasilewski, coautore dello studio. Il progetto, sostenuto dal Centro Nazionale della Scienza (Polonia) e dal programma europeo FENG – Quantum Optical Technologies (2024–2029), è già oggetto di un processo di commercializzazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA). L’interesse è crescente anche da parte di agenzie di standardizzazione, istituti militari e centri spaziali internazionali, che valutano l’uso di sensori Rydberg per sistemi di comunicazione e rilevamento orbitale.(30Science.com)