Photonics, a key enabling technology

[EDUNEXT] Università degli Studi di Pavia
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Un viaggio in sei puntate alla scoperta della fotonica: la tecnologia che usa la luce per trasportare informazioni, monitorare il pianeta, esplorare la biologia e aprire le porte al calcolo quantistico. Dalle fibre ottiche che attraversano gli oceani ai singoli fotoni della meccanica quantistica, questo podcast racconta come la luce sia diventata la spina dorsale invisibile del mondo moderno. Condotto da Francesca e Ahmed, con ospiti esperti a ogni puntata.

Episódios

  1. Episódio 1

    [01] Introduzione

    Cos'è la fotonica e perché è ovunque senza che ce ne accorgiamo? In questa puntata introduttiva, la conduttrice Francesca accoglie Alessandro (dottore in Electronics, Computer Science and Electrical engineering presso l'Università di Pavia), che guida gli ascoltatori dalle origini della fotonica, la nascita del laser nel 1960 per mano di Theodore Maiman, fino ai componenti fondamentali di un sistema fotonico coImpleto: sorgenti laser, guide d'onda, amplificatori e fotodiodi. Un punto di partenza essenziale per capire perché l'Unione Europea abbia classificato la fotonica come tecnologia abilitante fondamentale (KET).

    [01] Introduzione

  2. Episódio 2

    [02] Telecomunicazioni

    Il conduttore Ahmed introduce Francesca (dottoranda in Electronics, Computer Science and Electrical engineering presso l'Università di Pavia), che spiega il funzionamento delle fibre ottiche, dalla riflessione totale interna alle moderne tecniche di modulazione del segnale (QAM) e multiplazione in lunghezza d'onda (WDM). Si parla di cavi sottomarini, terabit al secondo e delle frontiere future: dalla multiplazione spaziale (SDM) alla comunicazione quantistica, fino all'intelligenza artificiale applicata alla gestione delle reti ottiche.

    [02] Telecomunicazioni

  3. Episódio 3

    [03] Fotonica integrata

    E se un intero sistema ottico stesse su un chip grande come un'unghia? Ahmed e Francesca (dottoranda in Electronics, Computer Science and Electrical engineering presso l'Università di Pavia) esplorano la fotonica integrata su silicio: come si costruiscono guide d'onda di poche centinaia di nanometri, perché il silicio non può generare luce (e come si aggira il problema con l'integrazione eterogenea), e come funzionano i modulatori Mach-Zehnder. Ma la fotonica integrata non è solo trasmissione dati: diventa anche sensore chimico e biologico su chip, e si candida a rendere sostenibili i data center dell'intelligenza artificiale grazie alla tecnologia Co-Packaged Optics.

    [03] Fotonica integrata

  4. Episódio 4

    [04] Fotonica ambientale

    La conduttrice Francesca accoglie Ahmed (dottorando in Electronics, Computer Science and Electrical engineering presso l'Università di Pavia) per uscire dai laboratori e usare la luce come strumento di ascolto del pianeta. Si parla di spettroscopia per rilevare gas inquinanti, di LIDAR per mappare l'atmosfera in tre dimensioni (la stessa tecnologia delle auto autonome), di satelliti che monitorano foreste, ghiacciai e coltivazioni. Si esplora anche la fluorescenza per l'analisi dell'acqua e i sensori in fibra ottica distribuiti, capaci di monitorare in tempo reale ponti, dighe e gasdotti per chilometri. Sullo sfondo, il ruolo cruciale di questi dati nella comprensione del cambiamento climatico.

    [04] Fotonica ambientale

  5. Episódio 5

    [05] Biofotonica

    Francesca introduce Eleonora (dottoranda in Electronics, Computer Science and Electrical engineering presso l'Università di Pavia), che porta gli ascoltatori dentro le cellule. La biofotonica usa la luce come sonda, pinzetta e bisturi: dalla microscopia a fluorescenza per osservare proteine in movimento, all'OCT (tomografia a coerenza ottica) già usata quotidianamente in oculistica. Si parla di pinzette ottiche capaci di intrappolare e manipolare organismi microscopici, di microchirurgia laser su strutture subcellulari e di terapie oncologiche in cui luce e farmaco agiscono in sinergia per ridurre dosi e tossicità.

    [05] Biofotonica

  6. Episódio 6

    [06] Fotonica quantistica

    Nell'ultima puntata Francesca e Ahmed (dottorando in Electronics, Computer Science and Electrical engineering presso l'Università di Pavia) entrano nel dominio dei singoli fotoni. Si affronta la meccanica quantistica con esempi concreti: la sovrapposizione di stati, il gatto di Schrödinger e il qubit. Il cuore della puntata è la Quantum Key Distribution (QKD), il protocollo che rende le comunicazioni intrinsecamente sicure grazie alle leggi della fisica. Si esplora poi l'entanglement e si chiude con i computer quantistici: cosa possono fare, perché sono ancora fragili, e perché il potenziale è enorme. Una chiusura aperta sul futuro.

    [06] Fotonica quantistica
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Un viaggio in sei puntate alla scoperta della fotonica: la tecnologia che usa la luce per trasportare informazioni, monitorare il pianeta, esplorare la biologia e aprire le porte al calcolo quantistico. Dalle fibre ottiche che attraversano gli oceani ai singoli fotoni della meccanica quantistica, questo podcast racconta come la luce sia diventata la spina dorsale invisibile del mondo moderno. Condotto da Francesca e Ahmed, con ospiti esperti a ogni puntata.

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