VARESE, 8 settembre 2025- – Una svolta epocale nel campo dell’ottica quantistica, guidata dall’Università dell’Insubria, promette di ridefinire il futuro della diagnostica biomedica. Un nuovo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista Science Advances, ha dimostrato che i processi a due fotoni possono essere potenziati dalla luce quantistica anche a intensità luminose molto più elevate del previsto, aprendo la strada a tecniche di indagine più precise e meno invasive.
La ricerca, frutto di una collaborazione internazionale che ha coinvolto anche le Università di Strathclyde e Glasgow e l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Cnr di Milano, ha capovolto una convinzione scientifica decennale. Finora si riteneva che il vantaggio della luce quantistica, in particolare di quella generata da coppie di fotoni “entangled” (correlati quantisticamente), fosse limitato a condizioni di luce debolissima, insufficienti per applicazioni pratiche.
La Rivoluzione della Luce Quantistica
I processi a due fotoni, come la generazione della seconda armonica, sono cruciali per tecniche biomediche avanzate, dalla microscopia non lineare all’imaging profondo dei tessuti. Tuttavia, queste metodologie richiedono tradizionalmente fasci di luce molto intensi, che rischiano di danneggiare cellule e tessuti.
Il team guidato da Lucia Caspani, docente di Fisica presso il Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia dell’Insubria, ha dimostrato che questo limite può essere superato. Utilizzando un particolare tipo di luce quantistica, denominata squeezed vacuum, i ricercatori hanno osservato che l’efficienza dei processi a due fotoni rimane superiore a quella della luce classica, anche quando l’intensità luminosa è fino a dieci volte maggiore rispetto alla soglia finora accettata.
“Abbiamo dimostrato che gli effetti quantistici restano vantaggiosi a intensità luminose che non danneggiano i campioni, ma sono abbastanza alte da permettere misure attendibili” ha spiegato la professoressa Caspani. Questo risultato apre scenari inediti, permettendo di combinare la sensibilità quantistica con la potenza necessaria per applicazioni concrete.
Le implicazioni di questa scoperta sono enormi. La luce quantistica potrebbe essere impiegata per sviluppare una nuova generazione di strumenti diagnostici e medici. Si potrebbe pensare a una microscopia ad alta risoluzione con immagini più nitide e dettagliate, o a terapie fotodinamiche più efficaci e mirate, riducendo drasticamente i rischi di fotodanneggiamento per i pazienti.
Questo studio rappresenta un passo fondamentale verso l’applicazione pratica della tecnologia quantistica in settori strategici come la diagnostica di patologie neurodegenerative come l’Alzheimer. La ricerca, intitolata «Quantum-enhanced second harmonic generation beyond the photon pairs regime», è stata supportata da importanti enti di ricerca internazionali, confermando la rilevanza globale della scoperta italiana. La luce quantistica non è più solo una teoria da laboratorio, ma uno strumento concreto per scrivere il futuro della medicina.
