“… uno studio internazionale guidato dal Politecnico di Milano cui ha partecipato, per l’Italia, il CNR-IFN: osservato il ruolo cruciale delle cariche virtuali nei materiali isolanti …”

>

Nuove prospettive sull’interazione
luce–materia:
verso l’elettronica ultrarapida

Pubblicato su Nature Photonics uno studio internazionale guidato dal Politecnico di Milano cui ha partecipato, per l’Italia, il CNR-IFN: osservato il ruolo cruciale delle cariche virtuali nei materiali isolanti

Comprendere cosa accade dentro un materiale quando viene colpito da impulsi luminosi ultrabrevi è una delle grandi sfide della fisica della materia e della fotonica moderna. Un nuovo studio pubblicato su Nature Photonics guidato dal Politecnico di Milano rivela un aspetto finora trascurato ma fondamentale: il contributo delle cariche virtuali, portatori di carica che esistono solo durante l’interazione con la luce, ma che influenzano profondamente la risposta del materiale.

La ricerca, condotta in collaborazione con l’Università di Tsukuba, il Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter e l’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano  (CNR-IFN) ha indagato il comportamento del diamante monocristallino sottoposto a impulsi luminosi della durata di pochi attosecondi (miliardesimi di miliardesimo di secondo), utilizzando una tecnica avanzata chiamata spettroscopia a riflessione transiente su scala degli attosecondi.

Confrontando i dati sperimentali con simulazioni numeriche all’avanguardia, i ricercatori sono riusciti a isolare l’effetto delle cosiddette transizioni virtuali verticali tra le bande elettroniche del materiale. Un risultato che cambia la prospettiva su come la luce interagisce con i solidi, anche in condizioni estreme finora attribuite solo al movimento di cariche reali.

“Il nostro lavoro dimostra che le eccitazioni di portatori virtuali, che si sviluppano in tempi dell’ordine di pochi miliardesimo di miliardesimo di secondo, sono indispensabili per prevedere correttamente la risposta ottica rapida nei solidi”, ha spiegato Matteo Lucchini, professore presso il Dipartimento di Fisica e autore senior dello studio e associato al CNR-IFN. “Questi risultati rappresentano un passo fondamentale per lo sviluppo di tecnologie ultraveloci nell’elettronica”, aggiunge Rocío Borrego Varillas, ricercatrice presso il CNR-IFN.

L’avanzamento ottenuto apre nuove prospettive per la realizzazione di dispositivi ottici ultraveloci, come interruttori e modulatori in grado di operare a frequenze di petahertz, mille volte più veloci degli attuali dispositivi elettronici. Per raggiungere questo traguardo è essenziale comprendere a fondo non solo il comportamento delle cariche reali, ma anche quello delle cariche virtuali, come dimostra questo studio.

Il lavoro è stato svolto presso l’Attosecond Research Center (ARC) del Politecnico di Milano, nell’ambito dei progetti europei e nazionali ERC AuDACE (Attosecond Dynamics in AdvanCed matErials) e MIUR FARE PHorTUNA (PHase Transition Ultrafast dyNAmics in Mott insulators).

La scheda

Chi: Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano; Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano (Cnr-Ifn) Center for Computational Sciences, University of Tsukuba (Japan); Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, Hamburg, (Germany)

Che cosa: Dolso, G.L., Sato, S.A., Inzani, G. et al. Attosecond virtual charge dynamics in dielectrics. Nat. Photon. 19, 999–1005 (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01700-6 *, link https://www.nature.com/articles/s41566-025-01700-6 *

≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈
[* N.d.R.> Documentazione/ Link/ Indirizzi presenti nella nota CNR originale e/o disponibili sui siti segnalati **]

≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ ≈
Da/ Fonte/ Titolare»
CNR
Comunicato stampa N.
Roma, 26 settembre 2025

<
Estratto

Fonte dei dati, informazioni, procedure e documenti sono reperibili presso siti web/portali, esterni, ai link **»

Consiglio nazionale delle ricerche (CNR)
www.cnr.it

Istituto di fotonica e nanotecnologie (CNR-IFN)
http://www.ifn.cnr.it

Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano
https://www.fisi.polimi.it

Center for Computational Sciences, University of Tsukuba (Japan)
https://www.ccs.tsukuba.ac.jp/eng/

Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, Hamburg, (Germany)
https://www.mpsd.mpg.de/en

<
Link/siti
esterni non collegati

^Fonte» CNR» Cmn_26Set2025=RS_2025-09-26»
RS non è titolare dei contenuti raccolti, come documenti di pubblico dominio, e conservati quale documentazione personale. Il testo non riveste carattere di ufficialità e non è sostitutivo in alcun modo delle pubblicazioni ufficiali, che prevalgono in casi di discordanza. Per una documentazione certa o altre informazioni si deve fare riferimento ai titolari dei contenuti, prendere visione dei documenti/siti ufficiali, contattare gli enti citati. La documentazione raccolta non è e non deve essere letta come consulenza specialistica e/o legale. Si consiglia sempre di consultare direttamente l’ente/gli enti citati, sindacati/patronati/CAAF o specialisti qualificati/professionisti abilitati per pareri, consulenze e/o assistenza. Vi possono essere limiti/condizioni alla partecipazione. Negli indirizzi mail sostituire [at] con @. Evidenziature e formattazione possono essere non originali.

<
< N.d.R.