Seminari di fotonica

Il 21 Settembre 2015 i ragazzi di IV e V Liceo si sono misurati con una proposta universitaria di livello e più che mai attuale: la fotonica.
Che cosa hanno in comune un laser bisturi, una finestra sul cielo e un quadro del ‘400? Apparentemente nulla, ma possono essere tutti investigati attraverso la fotonica, il ramo della fisica che studia la luce.  Questo è stato presentato a tema del workshop “Officina di didattica e divulgazione della Fisica” organizzato dall’Università dell’Insubria di Como in occasione dell’anno internazionale della luce (2015) a cui hanno partecipato i  ragazzi di IV e V del liceo P. G. Frassati durante la mattina di lunedì 21 Settembre.

In particolare nel corso del workshop gli studenti hanno potuto assistere a sei seminari in cui i vari relatori hanno esposto alcune innovative applicazioni derivate dagli studi effettuati da collaboratori dell’Università dell’Insubria. Ecco in breve i contenuti dei vari seminari.

1. “Sorgenti laser per applicazioni biomedicali” – Fabio Paleari - Quanta System
ofis 2015Durante il primo seminario, il prof. Paleari ha esposto alcune possibili applicazioni dei raggi laser in ambito medico, tra cui la possibilità di distruggere in maniera non invasiva i calcoli renali. Ha mostrato inoltre l’utilizzo del laser per operare i tessuti molli (ad esempio i polmoni) in quanto, se adoperato al posto del bisturi, permette di seguire meglio le forme anatomiche dell’organo operato e di ridurre le perdite di sangue (la ferita cicatrizza quasi subito). Ha illustrato infine alcune applicazioni in dermatologia, come la rimozione dei tatuaggi.

2. “Coelux: luce, tecnologia e natura” - Davide Magatti - CoeLux® srl - Spin-off Università dell’Insubria
ofis 2015 coeluxCoelux produce lampade in grado di riprodurre la luce solare. Queste lampade hanno inoltre la forma di una finestra e sono in grado di riprodurre anche il tipico colore azzurro della volta celeste e gli effetti che si notano osservando il cielo all’esterno di una normale finestra. La loro potenzialità è quella di creare un effetto di luce naturale in luoghi dove questo non sarebbe possibile con le usuali luci artificiali, come in bunker o locali interrati. Il prof. Magatti ha mostrato come, partendo dall’osservazione del fenomeno naturale e cercando di riprodurlo con esperimenti in laboratorio, sia possibile produrre un prodotto innovativo come quello di Coelux.

3. “Microlavorazione di materiali trasparenti mediante impulsi laser” – Ottavia Jedrkiewicz - CNR-IFN
Con lo sviluppo sempre maggiore della tecnologia, è aumentata la necessità di produrre nano e micro strutture su dispositivi molto piccoli (lab on chip). La proff.sa Jedrkiewicz ha mostrato come sia possibile produrre queste strutture tramite impulsi laser su sottilissime lastre di vetro e ha illustrato i principi fisici che permettono questo tipo di lavorazione.

4. “Fotografare il moto degli elettroni nelle biomolecole” – Francesca Calegari - CNR-IFN
ofis 2015 cnrLa prof.ssa Calegari ha illustrato un’altra applicazione in ambito medico della fotonica. Più precisamente ha spiegato come, grazie all’utilizzo di opportuni impulsi laser della durata di pochi attosecondi (1 as = 10-18 s), sia possibile monitorare il movimento degli elettroni all’interno delle molecole. Questo processo gioca un ruolo cruciale nei meccanismi biologici quali le trasmissioni dei segnali nelle proteine e nel DNA.

5. “Oltre il visibile: la luce per l’arte” – Raffaella Fontana - CNR-INO
La prof.ssa Fontana ha mostrato come sia possibile vedere strati di pittura sottostanti a quadri e affreschi grazie all’utilizzo di raggi infrarossi. Questo permette di capire se e quando le opere sono state restaurate e in alcuni casi è addirittura possibile osservare le fasi preparatorie delle opere, come bozze e schizzi a carboncino.

6. “Tecnologia fotonica della natura” – Eugenio Fazio - Sapienza Università di Roma
Il prof. Fazio ha illustrato come molti dei fenomeni studiati dalla fotonica siano già presenti in natura. Alcuni esempi sono le nano strutture di alcune particolari alghe (diatomee), l’adattamento alla luce di alcune strutture delle foglie (i tilacoidi) adibite alla fotosintesi clorofilliana e la bioluminescenza dei fagioli, i quali sotto particolari condizioni emettono fotoni (non visibili all’occhio umano) che garantiscono il germogliare delle prime foglioline della pianta.