Un’antenna formata da una colonna di plasma creata con un laser ha trasmesso onde radio a 30 megahertz. La dimostrazione, descritta il 1° settembre 2026 su IEEE Journal of Microwaves, suggerisce che in futuro si potrebbero regolare la lunghezza e l’orientamento di un’antenna modificando i parametri e la direzione del fascio laser. Per ora, però, i ricercatori hanno dimostrato la trasmissione, non la ricezione di segnali.
Lo studio è stato condotto da Prya Darshni, dottoranda alla North Carolina State University (NC State), insieme ad Arthur Dogariu e Paul D. Franzon, professore illustre di ingegneria elettrica e informatica alla stessa università.
Per realizzare l’antenna, il gruppo ha usato un laser con potenza e diametro del fascio specifici per ionizzare una sottile colonna d’aria. Il processo, che strappa elettroni agli atomi e alle molecole, produce plasma: un gas composto da particelle elettricamente cariche. La colonna risultante è detta filamento di plasma. Secondo Darshni, variando i parametri del laser è possibile modificarne le caratteristiche, compresa la lunghezza.
La lunghezza di un’antenna contribuisce a determinare le frequenze radio che può trasmettere o ricevere. Nelle apparecchiature per l’esplorazione spaziale, cambiarla può essere complicato; un filamento generato dalla luce potrebbe offrire un’alternativa regolabile. Anche l’orientamento potrebbe essere modificato: basta cambiare la direzione del laser per spostare l’angolo del filamento. Questo, spiega Darshni, potrebbe essere utile per orientare le scansioni radar o migliorare la potenza del segnale captato.
Per trasmettere il segnale radio al plasma, i ricercatori hanno costruito un sistema di alimentazione senza contatto. Un anello metallico circonda il filamento, mentre il laser passa attraverso la sua apertura. L’anello riceve un segnale da un generatore a radiofrequenza e agisce da condensatore, producendo un campo elettromagnetico. L’interazione tra il campo e il plasma induce quest’ultimo a trasmettere onde radio, senza che l’anello tocchi il filamento.
«L’antenna a fascio di plasma sembra una spada laser ed è sintonizzabile: ciò significa che dovrebbe poter trasmettere su un’ampia gamma di frequenze», afferma Darshni. La ricercatrice precisa però che il gruppo non ha verificato se possa anche ricevere segnali radio. «Non c’è motivo di pensare che non possa funzionare anche da ricevitore», aggiunge, ma questa possibilità resta da dimostrare.
Tra le possibili applicazioni a lungo termine ci sono satelliti e altri sistemi per l’esplorazione spaziale, nei quali contano sia il peso del carico utile sia la capacità di operare su diverse frequenze. «È un nuovo concetto entusiasmante, che permette di avere un’antenna personalizzata senza complessi meccanismi di dispiegamento», afferma Paul Franzon.
L’uso nello spazio dipenderebbe tuttavia dalla disponibilità di aria, necessaria perché il laser possa creare il plasma. «Nell’orbita terrestre bassa c’è aria a sufficienza per formare il plasma», sostiene Franzon. La dimostrazione rappresenta comunque soltanto un primo passo. «È la prima volta che qualcuno dimostra che le antenne a filamento di plasma possono funzionare», afferma Darshni. «Ora che abbiamo dimostrato che è possibile, possiamo iniziare a migliorarne le prestazioni».
Lo studio, intitolato «Antenna a filamento di plasma indotto da laser con trasmissione VHF a 30 MHz», è firmato da Prya Darshni, Arthur Dogariu e Paul D. Franzon. DOI: 10.1109/JMW.2026.3722433. Google · Google News.
