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Dai mantelli dell'invisibilità i nuovi computer

Rinascono i computer analogici, nella 'culla' del primo computer digitale

10 gennaio, 10:51
Rappresentazione grafica di un’onda di luce che esce dai nuovi materiali trasformata (fonte: università della Pennsylvania) Rappresentazione grafica di un’onda di luce che esce dai nuovi materiali trasformata (fonte: università della Pennsylvania)

I materiali che 'giocano' con la luce alla base dei cosiddetti mantelli dell'invisibilità potrebbero far rinascere i computer analogici, spodestati dai computer moderni.
E' quanto sta accadendo nel luogo in cui nel 1946 è nato il primo computer digitale della storia, l'Eniac. I primi risultati, finora teorici, sono pubblicati sulla rivista Science e si devono al gruppo coordinato da Nader Engheta, dell'università della Pennsylvania. La ricerca parla in gran parte italiano con Giuseppe Castaldi e Vincenzo Galdi, entrambi dell'università del Sannio a Benevento, e Francesco Monticone e Andrea Alù, dell'università del Texas.

I ricercatori hanno individuato la 'ricetta' per ottenere materiali capaci di elaborare le informazioni veicolate dalla luce. In questo modo i segnali analogici possono essere trattati direttamente senza essere trasformati in digitali come accade nei computer attuali. ''Un passaggio – rileva Galdi - che rallenta le operazioni''.

I nuovi materiali che stanno nascendo fra Italia e Stati Uniti appartengono alla famiglia dei cosiddetti metamateriali, che sono aggregati di molecole artificiali le cui proprietà elettromagnetiche possono essere adattate e modificate manipolando le loro nanostrutture. Ogni materiale, sottolinea Galdi, trasforma le onde di luce che lo attraversano, il problema è farlo fare nel modo desiderato. ''Scegliendo opportunamente le molecole artificiali e la loro disposizione – spiega - è possibile modificare il modo in cui il materiale interagisce con la luce''.

All'inizio i ricercatori hanno fatto simulazioni con un metamateriale ideale, in grado di interagire con la luce nel modo desiderato. Sono state poi realizzate simulazioni con materiali (come silicio e ossido di zinco drogato con alluminio) potenzialmente adatti alle tecniche di fabbricazione attuali. In futuro il gruppo intende fabbricare e sperimentare questi metamateriali computazionali e in caso di successo cercherà di progettarne altri in grado di eseguire altre operazioni matematiche e perfino di risolvere equazioni.
''Questo infatti - rileva Galdi - potrebbe essere solo un blocchetto elementare dei computer analogici del futuro, costituiti da un'architettura più complessa, composta da altri blocchetti in grado di eseguire altre operazioni''.
I computer analogici del futuro saranno di dimensioni piccolissime, pari a milionesimi o miliardesimi di metro, e potrebbero realizzare operazioni alla velocità della luce.

I ricercatori si sono ispirati ai predecessori dei computer moderni, che erano le calcolatrici meccaniche analogiche (che utilizzavano elementi fisici, come righelli scorrevoli e complesse ingranaggi) sostituite poi dai computer elettronici analogici, con resistenze, condensatori, e amplificatori al posto degli ingranaggi. Entrambi questi tipi di calcolatori erano particolarmente adatti per il calcolo di grandi tabelle di informazioni, ma troppo ingombranti, lenti, divoratori di energia. Così furono mandati in pensione dal primo computer digitale, l'Eniac, realizzato presso l'università della Pennsylvania. Questo calcolatore è stato una vera rivoluzione perché era adatto per tutti gli usi: poteva essere riprogrammato e era in grado di eseguire diversi tipi di calcoli.

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