Una scoperta rivoluzionaria dell'ETH: un pixel che è allo stesso tempo fotocamera e display
Quello che per decenni è stato considerato impossibile, ora funziona davvero: l’ETH di Zurigo ha sviluppato un pixel in grado di visualizzare immagini e analizzare la luce allo stesso tempo. Questo potrebbe rivoluzionare i display e le fotocamere.
Un pixel sul tuo schermo si illumina. Un pixel sul sensore della tua fotocamera misura la luce. Entrambe le cose contemporaneamente: finora non era possibile. Fin dagli albori della tecnologia degli schermi, questo è stato dato così per scontato che quasi nessuno l’ha mai messo in discussione. Almeno fino ad ora. I ricercatori dell’Optical Materials Engineering Laboratory dell’ETH di Zurigo hanno ora infranto per la prima volta questo principio fondamentale.
Il loro cosiddetto “ «” (pixel di Fourier)» non solo è in grado di emettere luce – ed è così che si forma l’immagine su uno schermo –, ma anche di registrarla e analizzarla, dando vita a una foto. I risultati sono stati pubblicati questa settimana sulla rivista specializzata Nature, una delle pubblicazioni scientifiche più prestigiose al mondo.
Come funziona?
Il segreto sta nella fisica delle onde luminose. Quando la luce colpisce una superficie, le onde riflesse si sovrappongono – un effetto chiamato « «» (interferenza)». Immagina due onde d’acqua che si incontrano: dove si rafforzano, si forma una cresta d’onda. Dove si annullano, l’acqua diventa liscia. È proprio questo principio che i ricercatori dell’ETH usano per controllare la luce con precisione al nanometro.
La superficie del «pixel di Fourier» funziona in modo simile: ha una forma ondulata con precisione al nanometro. Quando la luce la colpisce, le onde luminose riflesse si sovrappongono esattamente come due onde d’acqua che si incontrano: dove si rafforzano, si forma un picco d’onda; dove si annullano, la superficie rimane liscia. Da questi schemi – chiaro dove le onde si rafforzano, scuro dove si annullano – nascono le immagini. E poiché lo stesso principio funziona anche al contrario, il pixel può analizzare contemporaneamente il tipo di luce che lo colpisce.
Il risultato: un minuscolo elemento in grado di sostituire due componenti che prima erano separati.
Cosa significa in pratica?
L’applicazione più ovvia è un dispositivo che funge contemporaneamente da display e da fotocamera. Ad esempio uno smartphone senza obiettivo visibile, perché è lo schermo stesso a vedere «» . Oppure sensori medici che acquisiscono immagini e le elaborano immediatamente, senza che la luce debba prima passare complicatamente attraverso ottiche separate. Secondo il responsabile dello studio David Norris, i nuovi pixel «sono uno strumento utile in molti settori» – dall’elettronica di consumo alle comunicazioni in fibra ottica.
Fonte: Glauser YM, Vonk SJW, et al., Nature 2026
Andando ancora oltre: i ricercatori hanno dimostrato che un pixel di Fourier può misurare e reagire contemporaneamente, analizzando la luce in arrivo ed emettendo in tempo reale un raggio luminoso corrispondente. Senza bisogno di un computer di mezzo. Cosa significa? Sensori che non si limitano a rilevare, ma rispondono immediatamente. E fotocamere che non devono prima inviare un’immagine a un chip per l’elaborazione prima che succeda qualcosa.
Non è ancora un prodotto – ma una vera svolta
Per contestualizzare: quello che è stato sviluppato a Zurigo rimane, per ora, ricerca di base. Un prodotto commerciale è ancora lontano. Secondo il team di ricerca, il prossimo passo sarà innanzitutto estendere il metodo a una matrice composta da più pixel di Fourier – ovvero ciò che oggi fa un sensore di smartphone con milioni di pixel. Ci vorrà ancora un po’ di tempo prima che questo sia possibile e possa essere implementato a livello industriale.
Ciononostante, la pubblicazione su Nature non è un risultato di ricerca di routine. La rivista accetta solo lavori considerati davvero innovativi. E il fatto che sia già stata presentata una domanda di brevetto e che il lavoro sia stato nominato per l’ETH Spark Award di quest’anno fa capire che anche l’ETH stessa crede nel potenziale commerciale.
Le basi sono state gettate.
Scrivo di tecnologia come se fosse cinema – e di cinema come se fosse la vita reale. Tra bit e blockbuster, cerco le storie che sanno emozionare, non solo far cliccare. E sì – a volte ascolto le colonne sonore più forte di quanto dovrei.
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