Ecco il materiale che rende invisibili

La scoperta pubblicata alcune settimane fa sulla prestigiosa rivista Nature è di quelle che lasciano a bocca aperta. Grazie al lavoro di sinergia avvenuto tra un'equipe di scienziati americani, danesi e spagnoli ed il gruppo di Fisici genovesi guidati dal professor Mario Rocca, si sono messe infatti le basi per la possibile realizzazione di materiali con proprietà ottiche peculiari tra cui quella di rendere perfettamente invisibili oggetti in essi racchiusi. Si è subito iniziato a fantasticare sull’ambìto «mantello dell'invisibilità del celeberrimo maghetto Harry Potter» piuttosto che sul famigerato «uomo invisibile» di Wells. «In realtà - spiega Rocca - l'invisibilità vera e propria sarà possibile solo per intervalli di frequenza limitati che potranno tuttavia includere anche tutto il campo del visibile».
L'esistenza di tali materiali era già stata ipotizzata alla fine degli anni '60 dal fisico teorico russo Victor Veselago, ma l'interesse scemò presto quando fu chiaro che in natura non esistono materiali con tali caratteristiche ottiche. Recentemente esso è stato ripreso grazie agli studi del fisico teorico inglese Sir J.B. Pendry dell'Imperial College di Londra, recentemente invitato a Genova per la 17esima conferenza internazionale sulle proprietà elettroniche di sistemi bidimensionali nanostrutturati (ossia tutta quella parte di Fisica che riguarda la struttura della materia su scale intorno a dieci miliardesimi di metro!). Pendry suggerì che queste proprietà si potessero realizzare artificialmente con «metamateriali», basati su circuiti risonanti e sulle proprietà delle onde elettroniche di superficie (plasmoni in gergo scientifico), che hanno effettivamente permesso di realizzare schermi dell'invisibilità per onde millimetriche.
Infatti, come forse sarà noto anche ai non addetti ai lavori, un segnale luminoso è un'onda elettromagnetica composta di molte frequenze. Lo spettro è amplissimo, si va dalle onde radio ai raggi X e la luce visibile costituisce solo una piccola fetta di questo spettro. Ebbene fino ad oggi si erano trovati dei materiali artificiali in grado di rendere «invisibili» gli oggetti in essi racchiusi in limitate bande di frequenza (come a dire: mettetevi un paio di occhiali che vedono solo la frequenza del colore verde. Se esiste un materiale invisibile al verde, con quegli occhiali non lo vedrete, ma non appena ve li togliete, ecco che appare!). Lo scorso anno un gruppo di fisici teorici spagnoli, guidato da Pedro Echenique, ha invece ipotizzato l'esistenza di un particolare plasmone di superficie che permetta l'invisibilità a tutte le frequenze, dall'infrarosso all'ultravioletto. E l'ipotesi si è tramutata in scoperta.
«Utilizzando questo “plasmone di superficie” - spiega Luca Vattuone, co-artefice genovese della scoperta - sarà possibile, almeno in linea di principio, costruire un “metamateriale” con le volute caratteristiche estese a gran parte dello spettro elettromagnetico. Come? Realizzando una nanostruttura in grado di accoppiare il nostro plasmone con la luce».
Lo studio dei plasmoni di superficie è sempre stato uno dei cavalli di battaglia del Dipartimento di Fisica di Genova, dotato di specifici apparati sperimentali all'avanguardia. «Lo spettrometro utilizzato - spiega con orgoglio Vattuone - fu realizzato durante la mia tesi di dottorato con l'aiuto dei tecnici del Cnr, in particolare Antonio Gussoni. Non è l'unico strumento di questo tipo al mondo, ma l'esperienza accumulata negli anni nell'impiego di questa tecnica ci ha consentito di effettuare l'esperimento laddove altri laboratori avevano fallito».
Questa scoperta, infatti, ha un curioso antefatto. Solitamente sono gli italiani che si trovano a emigrare all'estero per perseguire la ricerca scientifica in laboratori più attrezzati. Questa volta invece è accaduto il contrario ed i fisici americani, danesi e spagnoli sono approdati a Genova per effettuare le misure coronate, dopo qualche mese di tentativi, nella sensazionale scoperta.

«Personalmente è dal 1990 che sto lavorando in questo campo - spiega Rocca - ed è stata una bella soddisfazione poter arrivare a questo risultato reso possibile dai miei validi collaboratori, Luca Vattuone e Letizia Savio».
Per chi volesse maggiori dettagli sulla ricerca, finanziata dalla Compagnia S. Paolo, si rimanda alle specifiche tecniche pubblicate sul numero del 5 luglio 2007 della rivista Nature.
*Fisico