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Come funziona la fotoacustica, la comunicazione acustica con i laser

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Come funziona la fotoacustica, la comunicazione acustica con i laser FASTWEB S.p.A.
Ascolto audio laser
Internet
Un team di ricerca del Massachusetts Institute of Technology ha dimostrato che è possibile inviare impulsi audio sfruttando il laser. Ecco come

Che i laser fossero diventati uno strumento ormai fondamentale per le telecomunicazioni è un fatto risaputo (vedi la crescente importanza della fibra ottica, ad esempio), ma che potessero, tutto d'un tratto, essere utilizzati anche per trasmettere suoni a breve distanza probabilmente lo prevedevano in pochi. E invece, un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology ha dimostrato di poter utilizzare fasci di luce laser per recapitare messaggi sonori verso una singola persona anche nel caso in cui questa si trovi all'interno di una folla rumorosa.

La scoperta, pubblicata sulla rivista scientifica Optics Letters (curata dalla The Optical Society), è frutto di una serie di esperimenti condotti presso i Lincoln Laboratory dell'ente universitario statunitense e che, a breve, dovrebbero essere riprodotti anche in situazioni di "vita reale". Se dovessero dare i risultati sperati, questa nuova tecnologia potrebbe essere utilizzata, ad esempio, per comunicare condizioni di pericolo in ambienti di guerra (potenziali bersagli sotto tiro di cecchini o aviazione) o in generale far giungere messaggi a persone specifiche all'interno di ambienti particolarmente rumorosi.

Luce laser

Come si creano i suoni con la luce

Il nuovo approccio degli studiosi statunitensi sfrutta il cosiddetto effetto fotoacustico, che si manifesta quando un materiale emette delle onde sonore dopo aver "assorbito" della luce (in questo caso, quella trasportata dai fasci laser). Nello specifico, l'effetto fotoacustico è frutto del calore generato dal fascio luminoso (fascio laser, nel caso in oggetto). Grazie al calore, gli strati esterni del materiale gassoso si espandono e cedono energia sotto forma di impulso acustico. A seconda della frequenza del fascio luminoso, l'impulso acustico assumerà un volume e una tonalità differente: modulando la frequenza del laser, dunque, sarà possibile produrre suoni differenti con volumi differenti.

In particolare, i ricercatori del MIT hanno utilizzato una tecnica chiamata DPAS (acronimo di Dynamic Photoacoustic Spectroscopy, "Spettroscopia dinamica fotoacustica" in italiano), ideata in precedenza per analizzare elementi chimici all'interno di soluzioni e sostanze varie. E proprio in questi test, il gruppo di ricerca ha notato come le varie componenti chimiche reagissero in maniera particolare quando erano stimolate da raggi laser.

Luce laser

Test dopo test, ci si è dunque accorti che modulando appositamente la frequenza d'onda di alcuni laser era possibile sfruttare il vapore acqueo presente naturalmente nell'atmosfera per veicolare messaggi sonori – vere e proprie frasi – verso singole persone all'interno di un gruppo.

Le prime sperimentazioni

Come detto, questo approccio è stato sinora utilizzato solo in test di laboratorio, dando risultati più che soddisfacenti. Certo, la tecnologia ha ancora qualche limitazione – ad esempio, funziona solo a una precisa distanza dal laser che emette il fascio luminoso ed è quindi udibile da una sola persona – ma gli scienziati del MIT sono fiduciosi di riuscire a eliminarla con prossime sperimentazioni "sul campo". Nei primi test, i laser sono stati in grado di inviare impulsi sonori a una distanza di 2,5 metri circa e con un volume di 60 decibel: più che sufficiente, insomma, per essere ascoltato chiaramente da qualunque orecchio umano. Al momento la tecnologia permette di inviare solamente impulsi "direzionali", ossia rivolti a una persona, ma i prossimi passi prevedono l'utilizzo di questa tecnica per inviare messaggi a più persone in contemporanea e su distanze più lunghe.

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TAGS: #laser #audio #fotoacustica

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