Lo sapevi che...
Curiosità da scoprire
C’è qualcosa di antico nel sogno che la DARPA, l’Agenzia per i Progetti Avanzati della Difesa americana, sta inseguendo: inviare energia, come si invia una lettera o un pensiero, senza fili. Un sogno che nacque più di un secolo fa, nelle menti inquietamente visionarie di pionieri come Nikola Tesla. Ma i sogni, si sa, dormono a lungo prima di destarsi nella materia.
Oggi, un raggio di energia ha attraversato l’aria per oltre otto chilometri, portando con sé più di 800 watt - quanto basta per accendere una casa. E lo ha fatto senza toccare cavi, senza lasciare tracce visibili. Solo luce, plasmata dall’ingegno.
Cosa significa, davvero, “trasferire energia senza fili”? Significa trattare l’energia non più come un fiume da incanalare, ma come una brezza da indirizzare. La sfida più grande è l’aria stessa. Perché l’atmosfera che ci protegge, ci opacizza anche. Trasmettere energia verso l’alto - come in futuro faranno i satelliti - è più facile. Ma DARPA ha scelto la via difficile: orizzontale, rasente al suolo, là dove l’aria è densa, turbolenta, imprevedibile.
Eppure, il fascio ha viaggiato. Ha colpito un ricevitore sferico, come un occhio che guarda il Sole. Lì, un ventaglio di celle fotovoltaiche ha trasformato luce in corrente. Una danza quasi metafisica: onde elettromagnetiche, nate dalla vibrazione di elettroni, convertite di nuovo in elettroni danzanti.
Durante la dimostrazione, i ricercatori hanno usato parte dell’energia ricevuta per far scoppiare popcorn. Un gioco. Un gesto lieve. Ma in quel gesto si nasconde qualcosa di prezioso. Come dice Rovelli, la scienza non è solo rigore: è anche immaginazione, stupore, ironia. È la curiosità che ride.
Il riferimento era a un vecchio film, Real Genius, dove un laser scoppia tonnellate di popcorn. Ma qui, tra antenne e specchi, tra misure e obiettivi strategici, quel gesto ci ricorda che la scienza vive anche di leggerezza. Come ogni cosa vera, è umana.
Questa tecnologia non vuole restare a terra. I prossimi passi puntano in alto: inviare energia a decine o centinaia di chilometri, utilizzando droni come relè volanti, o satelliti orbitanti. È un’idea semplice quanto ambiziosa: creare una rete invisibile di raggi luminosi, una sorta di infrastruttura energetica celeste.
In questo possibile futuro, un drone potrebbe ricevere energia mentre vola. Un villaggio isolato potrebbe essere alimentato dal cielo. Una spedizione di soccorso, in mezzo al nulla, non sarebbe più sola. Non si tratta solo di efficienza. Si tratta di libertà.
Nel profondo, ciò che colpisce di più è questa semplice verità: tutto è vibrazione. La materia, la luce, la vita stessa. Quando inviamo energia sotto forma di luce, stiamo orchestrando il mondo su una scala che sfida l’intuizione. Eppure, funziona. I fotoni, che non hanno massa né riposo, percorrono chilometri per dare vita a un circuito, o a un pugno di popcorn.
Forse questo non è solo progresso tecnico che non ci dice solo cosa possiamo fare, ma anche chi possiamo essere.
Quando pensiamo a un raggio di luce che trasporta energia, possiamo immaginarlo come una freccia silenziosa che viaggia nello spazio. Ma la fisica ci invita a guardare più da vicino, a entrare dentro il meccanismo.
Nel test DARPA, l’energia è stata trasportata tramite un laser a infrarossi, focalizzato con grande precisione su un ricevitore chiamato PRAD (Power Receiver Array Demonstration). Questo dispositivo sfrutta uno specchio parabolico per concentrare la luce su un array di celle fotovoltaiche, che convertono l’energia luminosa in corrente elettrica.
Qui la fisica è classica nella sua impostazione, ma straordinaria nei dettagli: un'onda elettromagnetica modulata in frequenza e ampiezza, la cui coerenza spaziale deve rimanere intatta per chilometri, nonostante l’atmosfera disturbi, disperda, distorca.
La distanza coperta, 8,6 chilometri, è significativa. Si tratta di un salto notevole rispetto ai precedenti esperimenti, che si erano fermati a 1,6 chilometri con potenze molto più basse. Il dato forse più affascinante è l’efficienza complessiva, che si attesta al 20% circa: questo significa che un quinto dell’energia irradiata è stata effettivamente raccolta e convertita in elettricità utile. Il resto si è disperso, come vapore nell’aria. Ma in ogni esperimento, una parte del mondo ci sfugge. Ed è giusto così.
Questo 20% potrebbe sembrare poco, ma in realtà è una conquista rilevante se si considera il mezzo ostile — l’aria turbolenta — e la distanza. In fisica, ogni watt che supera la soglia del rumore, ogni impulso coerente che arriva intatto, è un messaggio dalla struttura fine del mondo.
I prossimi obiettivi della DARPA, come indicato nel programma POWER Phase 2, prevedono:
Trasmissioni via relay aerei, per ridurre l’assorbimento atmosferico;
Incremento di potenza fino a 10 kW, con maggiore efficienza ottica e conversione fotovoltaica;
Collegamenti terra-aria o aria-aria, cioè droni che trasmettono energia a droni, creando una rete volante.
Tecnicamente, ciò implica miglioramenti nella collimazione dei fasci, nella stabilità termica dei ricevitori, e nella coordinazione ottica tra trasmettitori e ricevitori mobili. Un campo dove ottica, termodinamica, ingegneria dei materiali e meccanica quantistica si sfiorano continuamente.
È qui che la scienza, come sempre, non si limita a spiegare il mondo: lo costruisce. E in questo costruire, ci racconta chi siamo. Siamo creature che imparano a domare la luce.
Già oggi viviamo circondati da campi elettromagnetici: segnali radio, Wi-Fi, Bluetooth, microonde, infrarossi, luce visibile, raggi ultravioletti, persino radiazioni cosmiche. Il nostro corpo è costantemente attraversato da queste onde - e in gran parte, non ce ne accorgiamo.
I sistemi come quelli del progetto DARPA usano raggi laser ad alta potenza (tipicamente nell'infrarosso o nel vicino infrarosso). Questi non sono ionizzanti (come i raggi X o gamma), ma possono comunque scaldare i tessuti se si concentrano su di essi per un tempo prolungato.
Ecco i principali punti critici:
Se un essere umano o un animale passa accidentalmente nel fascio, e il fascio è sufficientemente concentrato, può verificarsi un riscaldamento localizzato dei tessuti — in particolare degli occhi e della pelle.
Per questo motivo, questi sistemi includono sensori e interruttori automatici, che disattivano il raggio se viene rilevato un ostacolo nel percorso. Questo è già previsto nei protocolli DARPA .
Non ci sono, allo stato attuale, evidenze di danni a lungo termine per esposizioni intermittenti o marginali a questi fasci, ma i dati sono ancora scarsi.
Una diffusione capillare di reti di energia wireless nel tempo richiederebbe studi epidemiologici approfonditi, come quelli già avvenuti (e ancora in corso) per la tecnologia cellulare.
In ambienti ad alta densità (come aree urbane), fasci multipli potrebbero interferire con comunicazioni radio, satellitari o addirittura con apparecchiature mediche. L’uso di frequenze ottiche (infrarosse) mitiga in parte questo rischio, ma non lo elimina.
Rovelli ci ricorderebbe, forse, che ogni tecnologia è una possibilità — ma anche una responsabilità. I fasci invisibili che portano energia potrebbero alimentare ospedali da campo in zone remote... o diventare armi a microonde in mano sbagliata. È il contesto umano, sempre, che determina se ciò che scopriamo ci aiuta a vivere meglio — o ci allontana da ciò che conta.
L’ambizione di portare energia ovunque, con la leggerezza della luce, è nobile. Ma dovrà camminare a fianco della precauzione, della trasparenza scientifica e di una domanda più grande: vogliamo un mondo attraversato da raggi invisibili? Sappiamo davvero come abitarlo con cura?
