La radiazione Terahertz, detta anche radiazione submillimetrica, onda Terahertz o onda T, è una radiazione elettromagnetica con uno spettro tra 300 GHz e 3 THz, corrispondente all’intervallo di lunghezza d’onda submillimetrica tra 1 millimetro (la più alta frequenza delle microonde) e 100 micrometri, perciò non è visibile dall’occhio umano.

radiazione terahertz

Il laser a cascata quantica (QCL) è attualmente il mezzo migliore per generare radiazione elettromagnetica nella gamma ancora inesplorata dei terahertz.

La radiazione Terahertz non è ionizzante e condivide, con le microonde, la capacità di attraversare una quantità di materiali che non conducono elettricità. Può attraversare i vestiti, la carta, il cartone, il legno, il cemento, la plastica e la ceramica. Non può attraversare l’acqua e i metalli.

Radiazione terahertz nei computer

Ricercatori del Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT), insieme a colleghi tedeschi (University of Regensburg) e olandesi (Radboud University Nijmegen), hanno trovato un modo di aumentare nettamente le prestazioni dei computer.

In uno studio pubblicato su Nature Photonics propongono di usare la cosiddetta radiazione Terahertz, (detta anche radiazione submillimetrica, onda Terahertz o onda T) per consentire alle celle di memoria di cambiare stato. Secondo i ricercatori moscoviti questo processo è migliaia di volte più veloce del “magnetic-field-induced switching“.

“Abbiamo dimostrato un modo completamente nuovo di controllare la magnetizzazione che si affida a brevi impulsi elettromagnetici a frequenze terahertz.

È un importante passo verso l’elettronica terahertz. Per quanto ne sappiamo il nostro studio è il primo a far uso di questo meccanismo per innescare oscillazioni nei sottosistemi magnetici”, ha affermato Anatoly Zvezdin, coautore dello studio e ricercatore del del Prokhorov General Physics Institute e del MIPT.

La memoria, uno dei punti più deboli di un pc

Per il momento uno dei punti deboli dei computer è proprio la memoria, e più in particolare il tempo necessario per completare ogni operazione di scrittura e cancellazione di una cella di memoria magnetica. Ridurre la durata di questo ciclo è un’operazione complessa, per questo con la nuova scoperta della radiazione terahertz è possibile aumentare le prestazioni.

I ricercatori propongono quindi di usare impulsi elettromagnetici a frequenze terahertz – con lunghezze d’onda di circa 0,1 millimetri, tra le microonde e la luce infrarossa – al posto di campi magnetici esterni. La radiazione terahertz è già usata nei body scanner in aeroporto per scovare eventuali armi o esplosivi nascosti sotto i vestiti.

I ricercatori hanno successivamente svolto un esperimento con il thulium orthoferrite (TmFeO2, tulio ortoferrite), un ferromagnete debole che genera un campo elettrico grazie all’allineamento ordinato dei momenti magnetici, o spin degli atomi nei microcristalli.

L’esperimento ha mostrato che è possibile controllare direttamente la magnetizzazione usando la radiazione terahertz, che eccita le transizioni elettroniche negli ioni di tulio e altera le proprietà magnetiche sia degli ioni di ferro che di tulio. Inoltre l’effetto delle onde T si è dimostrato quasi 10 volte maggiore rispetto a quello di un campo magnetico esterno.