La luce nella ricerca

Traduzione automatica

Il contenuto di questa pagina è stato tradotto automaticamente. Ci scusiamo per eventuali errori o imprecisioni. In caso di dubbi, consultare il testo originale (in tedesco) o contattarci tramite il nostro modulo di contatto.

La luce riveste un ruolo importante nella ricerca condotta presso il PSI. Che si tratti di un laser che innesca processi ultraveloci nelle molecole biologiche, di un’illuminazione speciale nella camera bianca o della luminescenza degli atomi di gas quando vengono colpiti dai protoni. In questa galleria mettiamo in risalto cinque diversi colori spettrali.

Campus PSI

Rosso

La luce laser rossa viene qui utilizzata presso il più recente grande impianto di ricerca del PSI, il laser a raggi X a elettroni liberi svizzero SwissFEL. Tramite specchi viene diretta su campioni, ad esempio biomolecole, per portarli in uno stato eccitato. I processi estremamente rapidi così generati vengono catturati tramite impulsi molto brevi di luce a raggi X estremamente intensa. Il risultato finale è un filmato al rallentatore estremo delle dinamiche innescate, che illustra i movimenti atomici di questi importanti elementi costitutivi della vita. Questa ricerca di base porta, ad esempio, a nuove conoscenze sulle proteine fotofune e sui processi legati alla fotosintesi.

Giallo

La luce gialla è indispensabile durante la preparazione per il trasferimento di microstrutture su un wafer. I wafer sono dischi circolari costituiti da un materiale semiconduttore, come ad esempio il silicio, e utilizzati per la produzione di microchip. In primo luogo, i wafer vengono puliti e vengono inseriti atomi estranei per migliorarne le proprietà elettriche. Successivamente viene applicata una resina fotosensibile, nella quale in seguito, con l’ausilio di maschere e luce, vengono incisi i circuiti. Durante l’applicazione della resina fotosensibile, non deve essere presente alcuna luce blu o ultravioletta. Nelle camere bianche del PSI, situate nell’adiacente Park Innovaare, l’illuminazione della stanza, che si riflette sul wafer, è rivestita a tale scopo con filtri in pellicola gialla.

Verde

La luce laser verde viene utilizzata presso il Centro di terapia protonica del PSI. Qui vengono curati i pazienti affetti da cancro. La radioterapia con protoni è particolarmente delicata sui tessuti sani circostanti. Poiché nel corso della terapia, che dura diverse settimane, la forma e la posizione del tumore possono cambiare, una tomografia computerizzata (TC) a basso dosaggio costituisce la base per un'irradiazione ottimale. Le linee di riferimento che la luce laser verde proietta sul corpo consentono di posizionare i pazienti in modo preciso e riproducibile in ogni seduta prima dell’esecuzione della TC.

Blu

La fonte di luce di sincrotrone svizzera SLS genera, tramite elettroni accelerati, luce a raggi X di estrema brillantezza. Viene utilizzata per ricerche, tra l’altro, nei settori della fisica, delle scienze dei materiali, della biologia, della chimica e delle scienze ambientali. Questa versatilità deriva dal fatto che la luce di sincrotrone è una luce policromatica. Nelle circa venti stazioni sperimentali vengono poi filtrate le lunghezze d’onda necessarie per la rispettiva analisi. La luce di sincrotrone si colloca prevalentemente nello spettro non visibile; il blu qui raffigurato appartiene alla porzione visibile più ridotta. Sulla linea di luce diagnostica la luce viene analizzata per determinare importanti parametri della macchina, che contribuiscono all’ottimizzazione delle prestazioni e a garantire un funzionamento affidabile

Viola

Questo raggio viola è visibile dietro una finestra sottovuoto, alle spalle della sorgente di protoni del PSI. Nella sorgente, il gas di idrogeno molecolare viene irradiato con microonde. In questo modo il gas si trasforma in un plasma, nel quale i nuclei degli atomi di idrogeno, i protoni, possono muoversi liberamente uno per uno. Questi protoni vengono accelerati con alta tensione e formano un fascio. Il fascio di protoni di per sé non emette luce. Il colore viola deriva piuttosto dal fatto che i protoni entrano in collisione con il gas residuo, eccitandolo e facendolo brillare. Successivamente, nel grande ciclotrone, il cuore del grande impianto di accelerazione dei protoni del PSI, i protoni vengono accelerati all’ottanta per cento della velocità della luce, generando così un fascio di protoni che è tra i più intensi al mondo.

Testo: Istituto Paul Scherrer PSI/Christian Heid

© Il PSI mette a disposizione gratuitamente materiale fotografico e/o video per la realizzazione di servizi giornalistici sui contenuti del testo sopra riportato. Non è consentito l’utilizzo di tale materiale per altri scopi. Ciò include anche l’inserimento del materiale fotografico e video in banche dati, nonché la vendita da parte di terzi.

5232 — La rivista dell'Istituto Paul Scherrer

Research for healthy ageing (in inglese)

#01/2026