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venerdì 9 novembre 2012

Un wikipediano italiano sulla copertina di Nature

Visto e considerato che ancora alla mezzanotte di ieri il comunicato stampa in italiano non era stato pubblicato da nessuno, e avendo io in mano questo stesso comunicato, che ho revisionato in italiano, ho deciso di pubblicarlo, dando ampio rilievo nel titolo al fatto che un wikipediano è finito, grazie alla sua ricerca, sulla copertina della prestigiosa "Nature".
All'estero, invece, l'articolo, dopo la pubblicazione della press release ufficiale, è stato rilanciato sia da Science Daily, sia da physicsworld.com, che è certo più del nulla italiano.


Un team di ricercatori dell'Università di Firenze e dell'Università di Twente (Olanda) è riuscito a ottenere immagini nitide di oggetti nascosti dietro uno schermo opaco. Questa importante ricerca è stata pubblicata su Nature, una delle riviste scientifiche più prestigiose al mondo.

(a) Un oggetto di prova, a forma della lettera greca "$\pi$", è stato realizzato usando del polimero fluorescente. Questo è stato poi posto dietro a uno schermo di vetro completamente opacizzato in modo da nasconderlo alla vista.
(b) Un fascio laser è stato poi fatto incidere sullo schermo. Mantenendo il punto di incidenza costante l'alone di fluorescenza diffusa (l'unica cosa visibile attraverso il vetro opacizzato) è stato misurato al variare dell'angolo di incidenza.
(c) L'immagine così misurata non ha alcuna apparente somiglianza con l'oggetto originale. Ma le informazioni sulla forma dell'oggetto sono nascoste in questa trama apparentemente caotica.
(d) Attraverso l'uso di un algoritmo numerico è possibile estrarre la vera immagine dell'oggetto nascosto.

Moltissimi materiali, come la carta, la pelle o il vetro smerigliato, appaiono opachi perché diffondono la luce. In questi materiali la luce non può muoversi in linea retta, ma solo seguendo un cammino irregolare e casuale (in gergo tecnico: un cammino aleatorio). Di conseguenza risulta impossibile ottenere un'immagine chiara di un oggetto nascosto dietro un materiale del genere. Nel corso degli anni sono stati sviluppati diversi approcci per ricostruire un'immagine nitida attraverso materiali semi-trasparenti. Ma con questi sistemi non è possibile vedere attraverso un materiale completamente opaco.
Una collaborazione fra l'Università di Firenze ed il MESA+ Institute all'Università di Twente (Olanda) è adesso riuscita a fare proprio questo. I ricercatori hanno fatto incidere sullo schermo opaco un fascio laser, illuminando così l'oggetto nascosto con la luce diffusa (scatterata in gergo tecnico). L'intensità dell'alone di luce fluorescente visibile attraverso il vetro opacizzato è stata poi misurata al variare dell'angolo di incidenza del fascio laser. Il Prof. Mosk, il coordinatore del gruppo di ricerca olandese, fa notare che:
Mentre la misura della fluorescenza non può essere direttamente usata per ottenere un'immagine dell'oggetto originale, essa nasconde tutte le informazioni necessarie per farlo. Solo che queste non sono in una forma direttamente utilizzabile. Jacopo Bertolotti ed Elbert van Putten, i due primi autori di questo articolo, hanno avuto una brillante idea su come estrarre da questa misura abbastanza informazioni da permettere la ricostruzione dell'immagine.
Questo può essere fatto tramite un algoritmo iterativo che cerca di indovinare le informazioni mancanti e poi, progressivamente, raffina e testa l'ipotesi iniziale. Con questo metodo sono riusciti a ottenere l'immagine di un oggetto nascosto grosso appena 50 micrometri (la dimensione tipica di una cellula).
I ricercatori prevedono che il loro lavoro porterà a nuove forme di microscopia, capaci di formare immagini nitide in mezzi fortemente scatteranti. Dice Allard Mosk:
Questo sarà estremamente utile nel campo delle nanotecnologie. Quello che vorremmo è rendere visibili strutture nascoste in ambienti complessi come i microprocessori.
I ricercatori sognano anche di sviluppare questa tecnica per rendere possibile vedere oggetti nascosti sotto la pelle. "Ma per il momento", dice il Prof. Mosk, "Il nostro metodo non è abbastanza veloce".

Questa ricerca è stata supportata dal FIRB "Futuro in ricerca 2008" (progetto RBFR08UH60), la Fondazione per la Ricerca Fondamentale sulla Materia (FOM), la Fondazione per la Tecnologia (STW) e il Consiglio Europeo della Ricerca (ERC).

Dettagli dell'articolo: L'articolo Non-invasive imaging through opaque scattering layers è stato realizzato da
Jacopo Bertolotti dell'Università degli studi di Firenze, Elbert G. van Putten, Christian Blum, Ad Lagendijk, Willem L. Vos and Allard P. Mosk, del gruppo Complex Photonic Systems (COPS) dell'Istituto per le Nanotecnologie MESA+ all'Università di Twente in Olanda. Ad Lagendijk è anche affiliato all'istituto AMOLF di Amsterdam e Christian Blum è affiliato al gruppo Nanobiophysics (NBP) dell'Istituto per le Nanotecnologie MESA+ all'Università di Twente in Olanda. Elbert van Putten e Jacopo Bertolotti hanno contribuito in maniera eguale a questo lavoro.

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