Accedere alla terza dimensione della luce grazie all’IA

Grazie ad uno strumento sviluppato dai ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) e della Sapienza Università di Roma sarà ora possibile “vedere” tramite la polarizzazione e utilizzare questa proprietà per applicazioni nei campi della comunicazione ottica sicura, dei sensori fotonici della medicina.

La polarizzazione è una delle proprietà fondamentali delle onde elettromagnetiche ed è definita come la direzione di oscillazione del campo ottico. A differenza delle altre due proprietà fondamentali delle onde elettromagnetiche – la frequenza e l’intensità – che si manifestano a noi ogni giorno tramite i colori e la brillantezza di varie sorgenti di luce come i LED e i laser, la polarizzazione non è visibile ai nostri occhi. Ciononostante, tale proprietà svolge un ruolo chiave nel funzionamento di oggetti di uso quotidiano, come dei display di telefoni e computer.

Il nuovo strumento messo a punto dai ricercatori svela la polarizzazione delle immagini attraverso l’intelligenza artificiale, rendendo accessibile la terza dimensione della luce. Vedere attraverso la polarizzazione rende possibile la rilevazione di oggetti apparentemente invisibili in condizioni di visibilità carente e di scoprire dettagli impercettibili nascosti nelle fotografie. Permette, inoltre, di rilevare tensioni, torsioni ed imperfezioni superficiali in applicazioni come la visione digitale ed è fondamentale nel campo dell’informazione quantistica.

Fino ad oggi, ottenere immagini in polarizzazione era solo possibile tramite rilevatori – i polarimetri – che utilizzano una serie di misurazioni tramite strumenti ottici costosi e voluminosi. Grazie al nuovo strumento sviluppato da Davide Pierangeli e Claudio Conti, rispettivamente dell’Istituto dei sistemi complessi del Cnr e del Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma, sarà possibile ottenere immagini in polarizzazione in modo ultraveloce grazie all’uso dell’intelligenza artificiale. Il nuovo metodo rende possibile misurare molte polarizzazioni in un singolo “shot” e non necessita dei componenti ottici convenzionali di polarizzazione.

Il nuovo strumento, descritto in un articolo sulla rivista Nature Communications, apre importanti prospettive per l’applicazione della luce polarizzata nella comunicazione ottica, nell’imaging e nella computazione.