WASHINGTON DC/GHEMME - 29-11-2021 --Studiare i limiti fondamentali delle interazioni di luce e materia e rompere le simmetrie di base dei materiali per controllare la propagazione e la dispersione delle onde elettromagnetiche. Un lavoro imponente che Francesco Monticone, ingegnere elettronico e professore alla Cornell University (Ithaca, New York) sta portando avanti da diverso tempo con il suo gruppo di ricerca e che potrebbe avere ricadute positive su diverse applicazioni.
Cresciuto a Ghemme, Monticone è uno dei candidati finalisti al premio “Franco Strazzabosco Award for Engineering”, promosso dall’ISSNAF, l’organizzazione no-profit che riunisce i ricercatori italiani che operano nel Nord America. Monticone si è interessato sin dai suoi primi anni al Politecnico di Torino, dove ha studiato ingegneria elettronica, ad argomenti e tematiche che si avvicinavano ai campi della fisica e dell’ingegneria classica. «Ho sempre cercato di capire come funzionano le cose che ci circondano e come si può andare oltre a quello che è il loro classico utilizzo», racconta Monticone. È partendo da qui che si avvicina allo studio dei cosiddetti metamateriali, quei materiali che non esistono in natura ma che si possono progettare su micro- e nano-scala e che possiedono proprietà che normalmente non esistono. Mosso da questo interesse, Monticone ha fatto una prima esperienza studio in Australia per poi approdare all’University of Texas, a Austin, dove ha svolto un dottorato di ricerca insieme al professore italiano Andrea Alù della durata di cinque anni, apprendendo nozioni importanti nel suo settore.
Ma è alla Cornell University, dove da cinque anni è professore al Department of Electrical and Computer Engineering, che le ha poi messe in pratica per dar vita al nuovo progetto di ricerca. «Il lavoro, teorico e sperimentale, mira ad espandere le capacità dei metamateriali di assorbire, emettere, trasmettere, o rifrangere le onde elettromagnetiche e i fotoni, capendone i limiti fondamentali e come raggiungerli», spiega il ricercatore.
E il tutto con ricadute interessanti in diversi ambiti. Ad esempio, si potrebbero realizzare dei microchip fotonici, invece che elettronici, dove poter controllare il flusso della luce nei circuiti in maniera efficiente, realizzando sistemi che possono calcolare operazioni complesse, o persino accelerare reti neurali, alla velocità della luce. Oppure si potrebbero controllare i flussi di onde elettromagnetiche in sistemi di comunicazione che funzionerebbero ottimamente sia in trasmissione che in ricezione e senza interferenze, rompendo la reciprocità del sistema e controllando come l’onda si trasmette in un verso indipendentemente dall’altro. E ancora, si riuscirebbero a rompere le simmetrie per l’assorbimento e l’emissione di fotoni, realizzando celle solari ad alta efficienza o superfici che si raffreddano in maniera più veloce attraverso l’emissione di fotoni a certe lunghezze d’onda.
Un ambito di ricerca su cui Monticone si è potuto confrontare con tanti altri suoi colleghi italiani con i quali è entrato in contatto proprio grazie ad ISSNAF: «In Nord America ci sono tanti bravi scienziati e ricercatori italiani, è bello avere una comunità forte con cui interagire, ed è importante mantenere vivi questi collegamenti. Io sono molto orgoglioso del mio background italiano perché mi ha aiutato molto e sono contento di poter condividere i miei lavori con i colleghi e di poterne discutere con loro», conclude Monticone.
