Il nero più nero del nero

Sembrerebbe impossibile, eppure un filamento estremamente fine è in grado di assorbire praticamente il 100% della luce che riceve. Anche se non strettamente astronomica, questa notizia avrà sicuramente risvolti importantissimi per i rivelatori astrofisici. Pur non essendo un esperto in tecnologia, mi sembrava importante divulgare questa scoperta. Magari Pierluigi ci aiuterà a capire meglio.

Due ricercatori olandesi, E. Driessen e M. de Dood, hanno dimostrato che una lamina o un filamento dello spessore di soli 4,5 nanometri (ossia 4,5 milionesimi di millimetro) riesce ad assorbire praticamente il 100% della luce che arriva. Il materiale usato è il nitruro di niobio, NbN, (il niobio è un elemento estremamente raro in natura, di numero atomico 41). Finora nei casi migliori si superava di poco il 50%. Una pellicola così sottile sarebbe in grado di catturare tutti i fotoni che arrivano da un oggetto celeste, che potranno poi essere trasformati in segnali elettrici elaborabili al computer.

Una scoperta davvero eccezionale. Il problema dei materiali in grado di assorbire una grande quantità di luce è sempre stata quella di rifletterne anche una quantità non trascurabile. Questo rapporto dipende da due fattori: l’angolo di incidenza della luce e lo stato di polarizzazione (ossia la direzione dell’oscillazione delle onde luminose). Un esempio ottimo di applicazione di questo tipo è dato dagli occhiali “Polaroid”. I due ricercatori hanno compiuto il loro studio cercando qualcosa in grado di “vedere” addirittura i singoli fotoni ed hanno predisposto un apparato molto semplice che assorbe il 94% della luce direttamente e poi “recupera” anche il 6% riflesso. I calcoli hanno inoltre mostrato che la lunghezza d’onda della luce incidente (ossia il suo colore) non influisce sull’efficienza del rivelatore. Il nitruro di niobio potrebbe farci fare l’ultimo salto verso l’origine dell’Universo?

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27 Commenti

  1. @enzo e @tutti
    chiamato in causa, ammetto di non conoscere questo materiale, sul quale ora mi informerò…
    A proposito, per la cronaca, dalla formula si evince che si tratta del Nitruro di Niobio… 😯
    Vediamo se trovo qualcosa di interessante!

  2. ops Pierluigi…
    io avevo trovato come traduzione “nitrato”, … ma la mia chimica è scadente 😳

  3. @tutti,
    Pier ha perfettamente ragione…. i nitrati si ottengono con NO3. Quelli con solo N sono nitruri…. Mi sta tornando un po’ di memoria di tanti anni fa …. Richiedo scusa a tutti. magari Stefano potrebbe cambiare tutti i nitrati in nitruri… (mi sembra ce ne siano due) Che ne dici?? In fondo, per pochi atomi di ossigeno in più ….. 😀

  4. Se ho ben capito un rilevatore di luce al nitruro di niobio (ufff che scioglilingua) ci permetterebbe di vedere tutta, proprio tutta la luce e quindi di analizzare gli oggett celesti ancora più a fondo e…ma qui non capisco il perchè, ancora più lontano? Scusa Enzo per la mia ignoranza palese, attendo da te un ulteriore chiarimento.

  5. @Mario,
    semplicemente perchè a parità di luce emessa saremo in grado di riceverla ed elaborarla tutta. E quindi potremmo vedere oggetti ancora più deboli di quelli al limite odierno. e quindi anche più lontani: più si va verso sorgenti deboli e più è facile vedere cose lontane nello spazio e nel tempo. OK?

  6. salve a tutti… io sn un piccolo astrofilo di soli12 anni… ma grazie a qst sito nn sl ho avuto l’occasione di apprendere ed immagazzinare notizie molto approfondite ed interressanti di qll k stò studiando…. ma ho anke riscoperto una grande passione x qst materia scentifica… e mi impegnerò fino all’estremo x poter raggiungere uno dei miei scopi primari: diventare un ottimo astronomo … grazie!!!!!!!!!!!

  7. Io pensavo che la scoperta ci potesse aiutare a capire un pò meglio la natura della materia oscura… che non emette luce, ok, ma neanche ne riflette perché la assorbe tutta, sennò la grande quantità di luce emessa da galassie e ammassi di galassie ce ne avrebbe già rivelato la posizione, giusto?

  8. @orlando
    ehi siamo quasi della stessa età io di anni ne ho 14. E’ bello trovare dei coetanei con la stessa passione dell’ astronomia

  9. @Orlando,
    sono sicuro che ce la farai !!!! 😛 😛
    @Baol,
    sicuramente la materia oscura dovrebbe assorbire completamente la luce. Ma non è la caratteristica saliente, direi. Anche le nebulose scure (come i globuli da cui nasceranno stelle) sono impenetrabili e nascondono tutto ciò che c’è dietro e non riflettono alcunchè. Non credo proprio che la materia oscura sia fatta di nitruro di nibio… A parte gli scherzi, per il momento direi che l’applicazione migliore sia quella di rivelatore astrofisico. Poi chissà…. 😯

  10. @Enzo
    ma la verà utilità di questo nitruto di nubio sarebbe quella di riuscire a “vedere” meglio nello spazio giusto? Anche quelle che non riusciamo a vedere e che potrebbero essere quelle giuste per capire la vera natura del Big Bang?

  11. @ Enzo
    l’ età si fa sentire se sto più di due ora vicno allo stellarium mi fa male la schiena :mrgreen:

  12. @Raffaele,
    a parte gli acciacchi dell’ … età :mrgreen: , io direi che l’utilizzo migliore sia quello di accumulare più luce possibile da un oggetto celeste. Soltanto questo. Più luce riceviamo e più riusciamo a “vedere” oggetti sempre meno luminosi e quindi anche lontani. Perchè costruiamo telescopi sempre più grandi? Per raccogliere più luce possibile di un oggetto debolissimo. Se poi però l’immagine si forma su una superficie che non assorbe tutta la luce e ne disperde una certa quantità, ad esempio riflettendola, perdiamo molta informazione. Quindi un telescopio uguale ad un altro che però formi l’immagine su una pellicola di nitruro di nibio potrebbe non perdere niente della luce in arrivo e quindi permettere di analizzarla tutta in qualche modo. Come dicevo si pensa addirittura di contare i fotoni incidenti …

  13. @tutti
    non mi sono riuscito ancora a documentare bene sull’ NbN, ma posso aggiungere qualcosa che (spero) faccia capire meglio la questione… 😉
    In Astronomia i sensori che si utilizzano per le meravigliose fotografie sono i parenti ricchi di quelli che si trovano nelle macchine fotografiche (dalle compact alle reflex).
    Un po’ come le automobili: tutte hanno un motore, no? Però ci sono le Panda che hanno un motore piccolino, le Posche hanno un signor motore, le Ferrari hanno… una turbonave…
    Ogni motore ha le sue caratteristiche, le sue qualità (spunto, cavalli, ecc, ma anche consumo): così i sensori…
    In generale i sensori sono componenti elettronici formati da elementi “chimici” che hanno una particolarità: se investiti da una luce, generano una corrente elettrica che può essere “letta” da circuiti appositi.
    Questo lo fanno però con un certo grado di “efficienza”: l’ideale sarebbe che tutta la luce incidente venisse trasformata in corrente elettrica (100%), ma in genere si sta molto al di sotto.
    Anticamente (20 anni fa) si usavano ad esempio (reggetevi forte!!) sensori all’Arseniuro di Gallio (GaAs) usato anche nei primi LED che tutti conosciamo: l’efficenza era alquanto bassa, ma allora c’era solo quello…
    I migliori sensori invece sono quelli che per funzionare devono lavorare a bassissime temperature e dunque hanno bisogno di speciali celle di raffreddamento: pensate dunque a quanto possono costare!!
    Il Nitruro di Niobio, a basse temperature (e ridotto in lamine ultrasottili) diventa superconduttore (materiale che offre bassissima resistenza al passaggio di corrente) ed inoltre può essere utilizzato come sensore di luce ad altissima efficienza (oltre il 90%). Effetti collaterali? E’ velenoso… 🙁

  14. @Pier,
    grazie dell’aiuto…. Magari potremmo fare sensori di materia oscura (seguendo Baol) e poi utilizzare la materia non barionica!! Chissà che risultati! Si vedrebbe solo la materia e l’energia oscura, mentre non si vedrebbe più il visibile….Accidenti forse mi sono giocato uno spunto per un racconto 👿 👿 Va beh! Finiamo di scherzare e Viva NbN!!

  15. @Enzo
    grazie della spiegazione ora capisco meglio, comunque speriamo che non si inneschi una febbre del nitruro di nobio :mrgreen:

  16. per chi si vuole divertire, ecco altri nomi impossibili di elementi chimici utilizzati in questo campo (reggetevi sempre forte!):
    – Tellururo di Cadmio (CdTe) 😯
    – Diseleniuro di indio e rame (CuInSe2, detto CIS) 😯 😯
    – Diseleniuro di indio rame gallio (ancora lui!) (CuInGaSe, detto CIGS) 😯 😯 😯
    simpatici no?!
    PS quando facevo ripetizioni di chimica, chiedevo sempre di scrivere la formula del “Nitrito di Gallio” 😯 🙂 😉 😆

  17. @Enzo e Pierluigi
    Spiegazione chiarissima anche se il nostro Nitruro a girovagato tra il nibio, ll nobio ed il nubio.

  18. Niente a che vedere con il nitruro di niobio ( giusto?) ma questa cosa mi ricorda il libro ” Altri giorni altri occhi “. Bellissimo!

  19. questo signor nitruro di niobio deve essere proprio un tipo simpatico, se non altro perchè è più nero del nero… colore che io preferisco su tutti! scherzi a parte grazie a enzo e pierlu per le spiegazioni e spero che presto ci arrivno news circa l’utilizzo ipotizzato per approfondire le nostre conoscenze su quella parte dell’universo che oggi è per noi poco o per niente visibile….

    @ enzo
    nel topic il cielo di luglio c’è un quesito per te…. mi piacerebbe molto avere una tua opinione…. 😉

  20. quindi grazie a qst scoperta olandese si potranno esaminare a parità di luce emessa stelle lontane anke milioni di anni luce!!!!!uao!!! ma avrei una domanda da farvi……. potreste spiegarmi in modo piuttosto approfondito…. cs sn i quasar?

  21. @Orlando,
    qui ormai dobbiamo parlare di miliardi di anni luce e non certo di pochi milioni…
    I quasar significano letteralmente: quasi-stellar radio source, radiosorgente quasi stellare. Sono infatti oggetti molto piccoli e lontani ed anche deboli nella luce visibile, ma estremamente energetici nelle onde radio. L’idea che abbiamo oggi è che si trattino di galassie in formazione o parti centrali di galassie dove esista un buco nero centrale supermassiccio che scaraventa attorno una quantità mostruosa di energia. essendo tutti molto lontani, si pensa siano la prova della formazione delle prime galassie.

  22. con occhiali fatti di Nitruro di Niobio si potrebbe dormire anche in discoteca, ma nn credo sia questo il loro scopo, posso anche immaginare tanti scopi militari, ma spero che questa scoperta abbia applicazioni piu interessanti, i nostri occhi devono vedere aldilà delle stelle