Tutti sappiamo che congelare le cose cambia le loro proprietà: l'acqua diventa ghiaccio, la lava diventa roccia, e a quanto pare, le fibre ottiche diventano il luogo di festa definitivo per luce e suono. Ricercatori dell'Istituto Max Planck per la Scienza della Luce (MPL), dell'Università Leibniz di Hannover (LUH) e dell'Istituto Leibniz per le Tecnologie Fotoniche (IPHT) hanno preso fibre ottiche a nucleo liquido (LiCOF) e le hanno sottoposte a un trattamento da congelamento profondo, raffreddando il liquido interno con azoto a -196 °C. Sorprendentemente, il nucleo congelato guida ancora la luce - e sia le sezioni liquide che quelle congelate guidano anche onde sonore ipersoniche.

Il risultato è un fenomeno chiamato scattering Brillouin-Mandelstam, ma con una svolta: l'interazione tra luce e suono diventa più di 1000 volte più forte rispetto alle fibre ottiche standard. Questo aumento drammatico ha permesso al team di dimostrare una memoria optoacustica, che potrebbe essere un componente chiave per il calcolo neuromorfico fotonico. L'idea è usare la differenza di velocità tra luce e suono per immagazzinare informazioni temporaneamente: un'onda luminosa veloce trasferisce i suoi dati a onde sonore più lente, li mantiene lì, poi li riconverte. Grazie all'efficienza della fibra congelata, ciò potrebbe ridurre drasticamente i requisiti energetici dei futuri sistemi di calcolo fotonico.

Secondo Simon Seiderer, uno degli autori principali, la sezione congelata mantiene la sua capacità di guidare la luce, ed entrambe le sezioni guidano onde sonore. Il lavoro si basa su precedenti ricerche sulle LiCOF del Prof. Markus Schmidt e del Prof. Mario Chemnitz dell'IPHT Jena. Aggiungendo il congelamento, il team ha ottenuto effetti non lineari molto maggiori. La Prof.ssa Dr. Birgit Stiller, che guida il progetto, lo definisce 'una piattaforma fisica completamente nuova' con non linearità estreme che è facile da gestire. Oltre al calcolo neuromorfico, ciò potrebbe aprire porte all'elaborazione dell'informazione quantistica, alla fotonica a microonde e al rilevamento di alta precisione. Quindi la prossima volta che congeli la cena, ricorda: potresti stare creando un dispositivo fotonico all'avanguardia.