Le leggi generali che governano le onde elettromagnetiche sono note dalla seconda metà dell’Ottocento, ma dopo 150 anni di applicazioni ci riservano ancora delle sorprese. Come alcune proprietà che potrebbero avere conseguenze enormi nelle telecomunicazioni e quindi in uno dei settori cruciali del nostro mondo interconnesso. Ad esempio, la proprietà della “vorticità” può spalancare le porte a una nuova era delle trasmissioni radio, moltiplicando i canali a disposizione per il gigantesco traffico di dati, suoni e immagini che ormai avvolge il Pianeta.
È quello che hanno scoperto – partendo da molto lontano, nientemeno che dallo studio della rotazione dei buchi neri – un gruppo di scienziati dell’Università di Padova e dell’Istituto di Fisica Spaziale di Uppsala (Svezia), guidati dall’astrofisico Fabrizio Tamburini, che hanno appena pubblicato uno articolo sul New Journal of Physics con i risultati di un esperimento condotto nel luglio scorso a Venezia e che dimostra la possibilità di trasmettere molti canali su una stessa frequenza grazie alla vorticità. Ce ne parla lo stesso Tamburini.
Da quale esigenza sono nate le vostre ricerche sui radio vortici?
La ricerca è nata dall’astronomia. Gli astronomi usano come vettore d’informazione primario la luce. Esistono numerose proprietà del campo elettromagnetico, e quindi della luce, che finora non usavamo e promettono una rivoluzione per la conoscenza del cosmo. I vortici sono uno di questi aspetti.
Può spiegare in termini semplici la vostra soluzione innovativa?
Oltre a oscillare nel tempo, un’onda elettromagnetica può attorcigliarsi nella fase e quindi assumere una precisa conformazione spaziale che si propaga all’infinito trasportando informazione sulla spazialità della sorgente. La luce in uno spazio di una lunghezza d’onda si attorciglia un numero finito di volte come un fusillo a una o più falde, da uno all’infinito, ruotando in senso orario o antiorario. Ciascuno dei modi a fusillo si propaga indipendentemente dall’altro, generando così una molteplicità di canali naturali di trasmissione.
Come avete impostato l’esperimento di Venezia e quali sono stati i risultati?
Abbiamo fatto un esperimento pedagogico per dimostrare che questi canali naturali di vorticità possono trasportare, indipendentemente uno dall’altro, informazione quindi suoni o trasmissioni video.
Di quanto si potranno migliorare le trasmissioni radiotelevisive e quelle di telefonia mobile?
Con un piccolo sforzo economico il minimo è di 55 canali per frequenza, implementando anche le tecniche di moltiplicazione per un fattore 5 dato dal multiplexing digitale presente nella nostra TV.
Ci potranno essere applicazioni non solo nelle telecomunicazioni?
Sì, infatti a noi interessa l’astronomia. Stiamo però anche sviluppando applicazioni mediche e nanotecnologiche con il professor Filippo Romanato: dai biosensori per diagnostica medica ai controlli per la sicurezza alimentare.
Come stanno procedendo adesso le vostre ricerche?
Beh, forse sarò costretto ad andare all’estero perché non trovo più nulla qui in Italia o perché non mi si aiuta nelle alte sfere. Solo se costretto farò la cosa all’estero, ma mi piangerebbe il cuore per il nostro Paese. E ci sono tanti ladri all’estero che vorrebbero rubacchiare idee o parte di esse per fare i loro brevetti. Ho una raccolta di e-mail che dà l’idea dell’interesse in gioco e delle intimidazioni ricevute. Insomma, o il nostro Paese si dà una mossa o ancora una volta si perde tutto. Anche se devo dire che a Padova si sta cercando di fare l’impossibile, nonostante i tagli.
(a cura di Mario Gargantini)