Una tecnologia che ha geni italiani poiché nasce ai Laboratori Bell da un team di ricerca guidato dall'italiano Federico Capasso, che include anche Carlo Sirtori. Da allora l'Italia contribuisce con competenze e risultati di eccellenza, dall’invenzione nel 2001 del primo laser QCL a super-reticolo ad opera di Gaetano Scamarcio dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Cnr, alla messa a punto ai laboratori di NanoCnr ad opera di Alessandro Tredicucci del primo laser QCL nel range dei Terahertz, che ha aperto nuove prospettive di utilizzo di questi dispositivi nei controlli di sicurezza (ed es. body-scanner) e in applicazioni mediche. A vent'anni dalla loro invenzione i laser a cascata quantica hanno raggiunto livelli di performance elevati, ed sono diventati il componente base di apparecchi per una varietà applicazioni, dai sensori chimici a quelli per la rilevazione di esplosivi o narcotici, al monitoraggio ambientale, fino alle telecomunicazioni.
Tra gli oltre 200 scienziati che partecipano al convegno anche i tre principali inventori, Federico Capasso, Jerome Faist, Carlo Sirtori, che nel 1994 sperimentarono il laser a cascata, e il premio Nobel per la fisica 2005 Theodor Hänsch. Le cinque intense giornate di confronto, presiedute e introdotte da Miriam Serena Vitiello di NanoCnr, vincitrice del premio Panizza 2012 della Società Italiana di Fisica proprio per le sue ricerche dedicate alla tecnologia QCL nel lontano infrarosso, comprendono una sezione dedicata alle proposte industriali e una a carattere educativo per giovani ricercatori, e vedranno i massimi esperti internazionali e italiani del settore fare il punto sullo stato dell'arte, sia negli aspetti di fisica fondamentale che in quelli tecnologici e commerciali, e indicare le direzioni più promettenti da esplorare in futuro.
I laser a cascata quantica sono dispositivi laser capaci di generare grandi intensità luminose nella regione infrarossa. Poiché tali lunghezze d'onda vengono assorbite da quasi tutte le molecole esistenti, questi laser trovano applicazione nel rilevamento di tracce di gas a bassissima concentrazione. Dal monitoraggio della contaminazione ambientale e dei processi industriali fino alle applicazioni mediche e ai controlli di sicurezza, questa tecnologia ha aperto la strada a una nuova generazione di sensori chimici e applicazioni optoelettroniche. A differenza del convenzionale laser a semiconduttore che genera un singolo fotone dal 'salto' di un elettrone tra banda di conduzione e di valenza, nel laser a cascata quantica la luce viene prodotta forzando un elettrone a compiere una serie di 'cadute' in una buca quantica, precipitando attraverso livelli successivi di energie minori. In tal modo un solo elettrone innesca una reazione a cascata che porta all'emissione di più fotoni. Grazie a questo meccanismo i laser a cascata quantica generano grandi intensità luminose, con potenze fino a due ordini di grandezza superiori ai convenzionali diodi laser, nel range della luce non visibile.
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