Il Nobel per la Fisica 2014 agli inventori dei LED a luce blu

Il Nobel per la Fisica 2014 va a tre ricercatori giapponesi, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura per l'invenzione dei LED blu. Un invenzione di 20 anni fa che ha rivoluzionato l'illuminazione. Ci ha dato le lampadine a LED... e li troviamo anche negli schermi delle Tv. La notizia, così come è stata annunciata.

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IN SINTESI:

 

  • Il Nobel per la Fisica 2014 è stato assegnato a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura per la loro invenzione dei LED (diodo a emissione luminosa) a luce blu, che hanno permesso di realizzare sistemi di illuminazione a basso consumo energetico.
     
  • I tre scienziati giapponesi (Nakamura è nato in Giappone, ma è cittadino americano) inventarono e costruirono i primi LED a luce blu negli anni '90 mentre erano al lavoro su alcuni semiconduttori.
     
  • I diodi verdi e rossi erano già stati inventati da tempo, ma senza una fonte di luce blu la possibilità di creare una luce bianca che sommasse le tre componenti rimaneva un sogno.
     
  • È un Nobel che risponde davvero allo spirito di Alfred Nobel che era quello di premiare le invenzioni e gli studi che avessero una tangibile ricaduta sull'Umanità.
     
Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura, premi Nobel per la Fisica 2014 per l'invenzione dei LED a luce blu. L'immagine è quella ufficiale del Nobel. Avete notato la presenza insistente del colore blu?

 

13.18 - Game over

È tutto dal live desk di Focus, la diretta dell'annuncio del Nobel per la Fisica finisce qui. Ma se volete sapere di più sui vincitori e sull'importanza della loro scoperta potete leggere qui sotto tutta la notizia.

 

12.58 - COME FUNZIONA UN LED

Oggi i LED (da “Light emitting diode”: diodo che emette luce) superano in efficienza qualsiasi altra forma di illuminazione. Sono realizzati con una serie di strati di semiconduttori che hanno la funzione di trasformare l'elettricità  in particelle di luce (fotoni).

Come funziona un LED.

La composizione tipica di un LED è semplice: c'è un substrato sul quale si trova uno strato “di tipo negativo (n)” (ricco, cioè, di atomi che rilasciano elettroni) e poi uno “di tipo positivo (p)” (ricco di atomi che catturano elettroni e lasciano al loro posto “buche” di carica positiva).
Tra i due strati, che formano un diodo, c’è uno “strato attivo” neutro.

Se si applica una tensione opportuna tra gli strati n e p, elettroni e buche (positive) confluiscono nello strato attivo e, ricombinandosi, si "annullano", generando energia sotto forma di luce.

 

12.56 - L'impatto dei LED blu

I diodi verdi e rossi erano già in circolazione da tempo, ma senza una fonte di luce blu la possibilità di creare una luce bianca che sommasse le tre componenti rimaneva un sogno.

 

Nel 1993, presso la Nichia Chemical Industries in Giappone, Shuji Nakamura ha introdotto il LED blu, il più difficile da produrre a causa della sua elevata energia fotonica e della scarsa sensibilità dell’occhio umano alle basse lunghezze d’onda, spiega un documento dell'ENEA.

 

La tecnologia utilizzata per produrre questi LED è molto diversa e meno avanzata di quella dei materiali per i LED comuni, ma l’importanza dell’invenzione è stata notevole: il blu è un colore primario, e combinando attraverso software appositi le tre luci monocromatiche fondamentali (rosso, blu e verde) è possibile ottenere luce bianca. E luci di qualsiasi altro colore. Nascono così i primi LED multi chip (con cioè tre chip dei tre colori fondamentali) a luce bianca. E gli schermi a LED, come quelli di PC, TV e telefonini.

 

12.28 - La notizia Che non ti aspetti

 

Shuji Nakamura ha fatto causa alla sua precedente azienda, Nichia Chemical Industries che gli aveva riconosciuto solo 200 dollari per la sua invenzione. Nakamura lavorava di notte all'invenzione perché la sua azienda non era d'accordo.

 

12.27 - Dove si trovano i LED?

Oggi i LED sono molto comuni. Non ci credete? Ecco qualche esempio:

  • nei telecomandi a infrarossi;
  • indicatori di stato (lampadine spia);
  • retroilluminazione di display LCD;
  • nei semafori stradali;
  • nei dispositivi luminosi obbligatori di autovetture e motocicli;
  • nei lampeggianti dei veicoli d'emergenza di ultima generazione (ambulanze, carabinieri, polizia, ecc.);
  • cartelloni a messaggio variabile;
  • Illuminazione;
  • nelle comunicazioni ottiche di breve distanza in sostituzione del più costoso laser;
  • nella segnalazione degli ostacoli al volo (installazione su strutture particolarmente elevate, attraverso sistemi di sollevamento in quota di apparecchiature).

Dal 2006 la città di Raleigh, nel Carolina del Nord, è considerata la prima città a LED del mondo, per il consistente rinnovamento tecnologico attuato dalla cittadina per promuovere l'uso dell'illuminazione a LED.

 

12.07 - Un'invenzione che vale il Nobel

Quando Akasaki, Amano e Nakamura produssero per la prima volta un raggio di luce blu dai loro semiconduttori nei primi anni '90, diedero anche inizio a una trasformazione fondamentale nel campo dell'illuminazione.

I diodi verdi e rossi erano già stati inventati da tempo, ma senza una fonte di luce blu la possibilità di creare una luce bianca che sommasse le tre componenti rimaneva un sogno.

 

La ricerca del LED a luce blu era come il Sacro Graal dell'illuminazione e nonostante un grande impegno da parte di molti scienziati e di varie aziende, nessuno c'era ancora riuscito.

 

Con il LED a luce blu è oggi possibile costruire le lampadine a LED che emettono luce bianca (la somma dei tre componenti). Grazie alla loro invenzione oggi abbiamo gli schermi dei televisori a LED, nei quali la combinazione di LED blu, rosso e verde permette di creare luce di tutti i colori.

 

Con i LED si è riusciti anche ad avere un'illuminazione più potente ed efficiente (il record è 300 lumen per Watt, pari a quella di 16 lampadine a incandescenza e vicina a quella di 70 lampade a fluorescenza) e duratura perché le lampadine a LED durano molto di più delle precedenti.

 

11.57 - Una nuova luce per illuminare il mondo

L'invenzione dei LED blu è di fondamentale importanza per la costruzione delle lampadine a LED.  Grazie ad essi è possibile oggi costruire lampadine più luminose e soprattutto a basso consumo, un'ottima alternativa alle lampadine a incandescenza del passato.

 

1/4 del consumo di energia elettrica mondiale è utilizzata per l'illuminazione. Le lampade a LED, che oggi abbiamo grazie a Akasaki, Amano e Nakamura sono un contibuto fondamentale al risparmio delle risorse della Terra.

 

11.50 - CHi sono i vincitori del Nobel

Isamu Akasaki è nato nel 1929 a Chiran, in Giappone. Ha conseguito il dottorato presso l’Università di Nagoya, dove ora insegna.

Hiroshi Amano è nato nel 1960 ad Hamamatsu, in Giappone. Ha conseguito il dottorato nel 1989 presso l’Università di Nagoya, dove insegna.

Shuji Nakamura è nato nel 1954 a Ikata in Giappone, ma ha cittadinanza statunitense. Dopo avere conseguito il dottorato nel 1994 alla Università di Tokushima si è trasferito a Santa Barbara, in California, e insegna presso l’University of California a Santa Barbara.

 

11.47 - I vincitori del Nobel per la Fisica 2013 Il premio Nobel per la Fisica 2014 è stato assegnato a

- Isamu Akasaki, Nagoya University, Giappone

- Hiroshi Amano, Nagoya University, Giappone e

- Shuji Nakamura, Università della California Santa Barbara, USA

per l'invenzione dei LED blu.

È un Nobel per l'ottica. L'invenzione dei LED blu risale a 20 anni fa.

 

11.40 - Quale fisica vince il Nobel? Physics World ha reato questa infografica (clicca l'immagine per ingrandirla) in cui si capisce quele tipo di Fisica ha vinto il Nobel.

 

 

11.35 - Amarcord: il Nobel 2013. L'anno scorso il Nobel per la Fisica era stato annunciato con oltre un'ora di ritardo (cosa mai successa). Il motivo è forse comprensibile. Il premio Nobel veniva assegnato, dopo una lunga attesa, a François Englert e Peter Higgspremiati "per la loro scoperta teorica del meccanismo che ci permette di capire l'origine della massa delle particelle subatomiche" confermati dagli esperimenti dell'LHC del Cern.
Qualcuno avanza l'ipotesi che quest'anno la vittoria vada al Cern. Sarebbe la prima volta però che il Nobel non andrebbe a degli scienziati, ma a una collaborazione tra scienziati. Più probabile che al Cern, che quest'anno compie 60 anni, venga assegnato il Nobel per la Pace.

 

11.30 - Einstein e il Nobel. Nonostante l'impatto sul mondo scientifico e culturale provocato dalle formulazioni della teoria della relatività - speciale e generale - tra il 1905 e il 1913, il più ambito dei riconoscimenti, il Premio Nobel, non è stato assegnato a Einstein per questo motivo. Nel 1921 piuttosto che dare il premio ad Einstein per la relatività, il comitato per i Nobel comunicò di non essere riuscito a identificare nessun tema della fisica e nessun ricercatore degno del Premio.

 

Il Nobel per la Fisica del 1921 fu assegnato soltanto l'anno seguente e proprio a Einstein. Ma non per la teoria della relatività, bensì per la verifica di un effetto fotoelettrico (l'emissione di elettroni da un foglio di metallo in determinate condizioni di illuminazione) esattamente conforme alla descrizione di Einstein (del 1905). Un contentino frutto di un lavoro di mediazione e vari compromessi.

 

11.29 - I Nobel più popolari Secondo il sito del Nobel ecco la top ten dei Nobel per la Fisica.

11.00 - È la seconda giornata dei Nobel. Dopo quello per la Fisiologia o Medicina, assegnato a John O' Keefe e alla coppia May‐Britt ed Edvard Moser per i loro studi sul nostro GPS interno, è il turno del Nobel per la Fisica.

 

 

Per ingannare l'attesa, qualche curiosità 

 

195 scienziati hanno vinto il premio Nobel per la Fisica dal 1901 al 2013. 
 

2 donne soltanto (sigh) hanno vinto questo riconoscimento.Marie Curie nel 1903 e Maria Goeppert Mayer nel '63


1 doppio vincitore. John Bardeen ha vinto per due volte il premio Nobel per la Fisica. Nel 1956 per gli studi sul transistor e nel 1972 per la teoria fondamentale della superconduttività ordinaria.

 

55 è l'età media dei vincitori nell'anno in cui hanno vinto

 

25 anni: è l'età del più giovane vincitore, Lawrence Bragg che ricevete il Nobel insieme al padre nel 1915. Bragg è assoluto il più giovane vincitore del Nobel, non solo di quello per la Fisica.

 

88 anni: è l'età del più anziano vincitore, Raymond Davis Jr. che vinse nel 2002.

 

4 Nobel italiani. Guglielmo Marconi, nel 1909 a soli 35 anni; Enrico Fermi nel 1938 a soli 37 anni; Emilio Segrè nel 1959; Carlo Rubbia nel 1984.

6 sono le occasioni in cui non è stato assegnato: nel 1916, 1931, 1934, 1940, 1941, e 1942. Nel 1922 venne assegnato anche il Nobel del 1921. A vincerlo fu Albert Einstein.

 

Fisici in famiglia. I coniugi Curie, Marie e Pierre, ricevettero il Nobel per la Fisica nel 1911. Anche il rapporto genitori e figli è ben rappresentato nel Nobel per la Fisica. Ci sono William Bragg e Lawrence Bragg nel 1915; Niels Bohr, 1922 e Aage N. Bohr, 1975; Manne Siegbahn, 1924 eKai M. Siegbahn, 1981; J. J. Thomson, 1906 e George Paget Thomson, 1937.

 

 

07 Ottobre 2014