I punti di Lagrange, noti per la loro stabilità nello spazio, sono stati utilizzati per intrappolare la luce in un esperimento innovativo condotto dall’Università della California del Sud.
Dal XVIII secolo sappiamo che ci sono punti speciali intorno a due corpi massicci nello spazio, purché uno orbiti attorno all’altro. Ci sono luoghi che si muovono con l’oggetto in orbita più piccolo, senza mai cambiare distanza da esso; sono ottimi posti per parcheggiare astronavi e telescopi. E si scopre che puoi copiare questa configurazione e persino intrappolare la luce con essa.
La configurazione coinvolge i punti di Lagrange, chiamati così in onore del matematico italiano del XVIII secolo Joseph-Louis Lagrange che, insieme a Leonhard Euler, ne ha previsto l’esistenza. Prendiamo ad esempio il sistema Terra-Sole. I cinque punti di Lagrange si muovono intorno al Sole contemporaneamente alla Terra, facendo un giro completo in un anno. Il primo, L1, si trova tra la Terra e il Sole. Il secondo, L2, si trova oltre la Terra ed è dove abbiamo posizionato alcuni telescopi come il JWST. Il terzo, L3, si trova diametralmente opposto all’orbita della Terra dietro al Sole.
I due punti finali, L4 e L5, si trovano anche nell’orbita della Terra, ma precedono e seguono il nostro pianeta ad un angolo molto specifico – 60 gradi rispetto alla linea tra la Terra e il Sole. Nel caso di Giove, quei sono i luoghi degli asteroidi troiani.
I ricercatori hanno considerato se qualcosa di simile potesse essere creato in sistemi ottici insoliti (composti da liquidi o gas). L’idea era creare una regione in cui i fasci di luce cadessero naturalmente e un team dell’Università della California del Sud ha scoperto come farlo.
Il team ha inserito 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 la forma di un’elica e ha creato cambiamenti paragonabili ai punti di Lagrange, catturando la luce. I ricercatori chiamano questa luce intrappolata “fasci troiani”.
“Il nostro lavoro dimostra che questo processo può intrappolare la luce in un modo che non era immaginabile in precedenza. Questi risultati potrebbero avere implicazioni al di là degli schemi standard di guida ottica e potrebbero applicarsi universalmente ad altri sistemi d’onda come l’acustica e gli atomi ultracold”, ha detto il professor Mercedeh Khajavikhan, che ha co-diretto la ricerca, in una dichiarazione.
“È sempre affascinante vedere come concetti che sono emersi in campi non correlati come la meccanica celeste possano essere utilizzati in altri settori come l’ottica.”
Lo studio è pubblicato sulla rivista Nature Physics.
