La soluzione a un problema può talvolta derivare da idee in un campo completamente diverso. Da quando, nel XVIII secolo, abbiamo scoperto che esistono punti speciali attorno a due corpi massicci nello spazio, purché uno orbiti attorno all’altro, abbiamo iniziato a comprendere meglio il nostro universo. Questi punti, che si muovono insieme all’oggetto orbitante più piccolo mantenendo una distanza costante da esso, sono luoghi ideali per posizionare veicoli spaziali e telescopi. E si scopre che è possibile replicare questa configurazione e persino intrappolare la luce con essa.
La configurazione dei punti di Lagrange
La configurazione coinvolge i punti di Lagrange, così chiamati in onore del matematico italiano del XVIII secolo Joseph-Louis Lagrange che, insieme a Leonhard Euler, ne predisse l’esistenza. Prendiamo, ad esempio, il sistema Terra-Sole. I cinque punti di Lagrange si muovono attorno al Sole nello stesso tempo della Terra, compiendo un’orbita in un anno. Il primo punto, L1, si trova tra la Terra e il Sole. Il secondo, L2, si trova oltre la Terra ed è il luogo in cui abbiamo posizionato alcuni telescopi come il JWST. Il terzo, L3, si trova diametralmente opposto all’orbita terrestre dietro il Sole.
Gli ultimi due punti, L4 e L5, si trovano anch’essi nell’orbita terrestre, ma precedono e seguono il nostro pianeta con un angolo molto specifico: 60 gradi rispetto alla linea tra la Terra e il Sole. Nel caso di Giove, queste sono le posizioni degli asteroidi troiani.
Creazione di sistemi ottici insoliti
I ricercatori hanno considerato se fosse possibile creare qualcosa di simile in sistemi ottici insoliti (costituiti da liquidi o gas). L’idea era quella di creare una regione in cui i fasci di luce cadrebbero naturalmente e un team dell’Università della California meridionale ha scoperto come farlo.
Il team ha posizionato un filo di ferro all’interno di un tubo contenente un polimero di silicio. È stata quindi applicata l’elettricità, creando calore e modificando le proprietà ottiche del polimero. Il filo utilizzato aveva una forma a elica e ha creato cambiamenti paragonabili ai punti di Lagrange, catturando la luce. I ricercatori hanno chiamato questa luce intrappolata “fasci troiani”.
Implicazioni oltre gli schemi standard di guida d’onda ottica
“La nostra ricerca dimostra che questo processo può intrappolare la luce in un modo che non era precedentemente immaginabile. Questi risultati potrebbero avere implicazioni al di là degli schemi standard di guida d’onda ottica e potrebbero applicarsi universalmente ad altri sistemi d’onda come l’acustica e gli atomi ultrafreddi”, ha dichiarato la professoressa Mercedeh Khajavikhan, che ha co-diretto la ricerca, in una dichiarazione.
“È sempre affascinante vedere come concetti emersi in campi non correlati come la meccanica celeste possano essere utilizzati in altre aree come l’ottica”.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Physics.
La scoperta dei fasci troiani
La scoperta dei fasci troiani rappresenta un passo avanti significativo nel campo dell’ottica e potrebbe portare a nuove applicazioni in diversi settori, dalla fisica alla tecnologia. La capacità di intrappolare e guidare la luce in modi precedentemente inimmaginabili apre la strada a nuove frontiere nella ricerca e nello sviluppo di tecnologie avanzate.
La meccanica celeste come fonte di ispirazione
La meccanica celeste continua a essere una fonte di ispirazione per i ricercatori in vari campi, dimostrando che le leggi dell’universo possono essere applicate in modi sorprendenti e innovativi. La collaborazione tra diverse discipline scientifiche è fondamentale per il progresso della conoscenza e la creazione di nuove soluzioni ai problemi esistenti.
