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La scoperta di un fenomeno paradossale in fisica ha permesso a ricercatori del Massachusetts Institute of Technology di mettere a punto un laser super-preciso: hanno osservato che, nelle giuste condizioni, un fascio caotico di luce laser può auto-organizzarsi spontaneamente in un raggio estremamente ordinato e potente. Questa tecnologia, descritta sulla rivista Nature Methods, potrebbe portare a nuovi metodi per studiare in tempo reale e, soprattutto, 25 volte più velocemente ciò che avviene in tessuti come quello del cervello, aiutando ad esempio a verificare se nuovi farmaci in via di sviluppo per l'Alzheimer o per la Sclerosi Laterale Amiotrofica raggiungono il loro bersaglio.
Quando un raggio laser attraversa una fibra ottica, più si aumentare la potenza del laser più il raggio diventa disordinato, a causa delle imperfezioni della fibra. I ricercatori coordinati da Sixian You hanno cercato di spingere l'esperimento al limite, per capire quanta potenza potesse sopportare la fibra ottica prima di distruggersi, ma hanno invece osservato un fenomeno inaspettato: poco prima di arrivare al punto di bruciare la fibra, la luce del laser si è comportata in modo opposto rispetto alle aspettative, collassando in un unico raggio nitido e preciso come un ago.
Per replicare il fenomeno, gli autori dello studio hanno capito che ci sono due condizioni da soddisfare: innanzitutto, il laser deve entrare nella fibra ottica con un angolo perfetto di zero gradi e, in secondo luogo, bisogna continuare ad aumentare la potenza fino a quando la luce non inizia a interagire con il vetro della fibra stessa. A quel punto, viene raggiunto uno stato di equilibrio che permette al raggio di auto-organizzarsi.
I ricercatori hanno dimostrato l'utilizzo della loro tecnologia catturando immagini 3D della barriera ematoencefalica, quella che protegge il cervello da molecole, batteri e virus potenzialmente pericolosi: le immagini così ottenute erano di qualità superiore rispetto a quelle realizzate con altri metodi e sono state prodotte 25 volte più velocemente.
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