Onde elettromagnetiche senza limiti

Le onde elettromagnetiche, tra cui luce, raggi X, microonde e onde radio, sono molto presenti nella vita quotidiana e si prestano a numerose applicazioni, grazie alla loro flessibilità e potenza: dalla trasmissione di informazioni e di energia ai radar, fino agli impieghi in medicina diagnostica e terapeutica. Tuttavia, le onde elettromagnetiche perdono di efficacia all’interno di alcuni materiali detti dissipativi che intralciano la loro propagazione determinandone la trasformazione in altre forme di energia. 

Un gruppo di ricerca della Sapienza, coordinato dal Dipartimento di Ingegneria dell’informazione, elettronica e telecomunicazioni, in collaborazione con altre università italiane, ha verificato per la prima volta il fenomeno fisico di penetrazione profonda di campi elettromagnetiche in materiali dissipativi, ricorrendo ad apparecchi che consentono alle onde di “viaggiare” anche attraverso, per esempio, il terreno o i tessuti biologici. 

La ricerca, pubblicata sulla rivista “Scientific Reports”, conferma nella pratica quanto dimostrato solo a livello teorico in un precedente studio del 2018.

Il risultato è stato ottenuto attraverso un’antenna a microonde, che emette onde che presentano un’amplificazione del campo in certe regioni di spazio, oppure, con un approccio assolutamente innovativo, mediante un particolare prisma che può operare anche a frequenze ottiche.

Le applicazioni di questi dispositivi potrebbero riguardare non soltanto l’individuazione di oggetti sepolti o immersi e l’interazione in profondità con tessuti biologici, ma anche la trasmissione di informazioni in mezzi con perdite, l’analisi di materiali e la microscopia.

“Questo lavoro – commenta Fabrizio Frezza della Sapienza, coordinatore del lavoro – apre la strada a promettenti applicazioni nell’imaging e nella spettroscopia, così come nei sistemi radar e nei trattamenti medici”. 

Lo studio, sebbene verifichi l’effetto di penetrazione profonda per un valore specifico della frequenza e della conduttività offre un importante contributo allo sviluppo tecnologico di numerose applicazioni anche in campi in cui, finora, potevano essere utilizzate solo le onde acustiche, come nell’ecografia e nel sonar.