„Fasciculele de lumină răsucite” – descoperirea care va spori în mod extraordinar lăţimea de bandă a Internetului

Traficul pe Internet creşte în mod exponenţial, motiv pentru care cercetătorii încearcă să identifice metode prin care cablurile de fibră optică să poată cuprinde mai multă informaţie. Una dintre metodele folosite cu succes în ultimii 20 de ani a fost adăugarea mai multor „benzi de circulaţie”, folosind diferite culori (lungimi de undă) pentru diferite semnale. Însă pentru a compensa pentru faptul că au fost adăugate noi „benzi de circulaţie” a fost nevoie ca fiecare dintre acestea să fie îngustate. Aşadar, ca pe o autostradă reală, o îngustare prea mare a benzilor ar duce la amestecarea lor.

În ultimii ani, mai multe grupuri de cercetători au încercat să codeze informaţia în forma unor fascicule de lumină pentru a reduce aglomerarea, folosind o proprietate a luminii cunoscută sub numele de „moment cinetic orbital”. În prezent, datele de pe Internet sunt transmise cu ajutorul unor fascicule drepte de lumină, însă anumite filtre pot răsuci lumina astfel încât să se deplaseze în spirală.

• Ștafeta torței olimpice de la Paris 2024 va include 30 de situri din patrimoniul UNESCO
• Vaccinurile au salvat în ultimii 50 de ani cel puțin 154 de milioane de copii

Experimentele efectuate până acum folosind acest efect au arătat că fasciculele de lumină tind să se amestece atunci când este folosit acest efect la o distanţă de un metru.

Acum, însă, o echipă de cercetători de la Universitatea Boston din Massachusetts şi de la Universitatea Southern California din Los Angeles au descoperit o metodă prin care fasciculele de lumină pot rămâne separate pentru o distanţă record de 1,1 kilometri.

Cercetătorii au proiectat şi au construit un cablu din sticlă de 1,1 kilometri lungime, iar apoi au trimis de-a lungul său atât fascicule drepte, cât şi fascicule spiralate de lumină. Oamenii de ştiinţă au descoperit că lumina de la capătul cablului se potrivea cu cea lansată de la începutul său, astfel că fasciculele de lumină nu se intercalau. În interiorul cablului, indexul de refracţie varia, astfel că fasciculele în forme diferite călătoreau la viteze diferite. „Acest lucru mi-a permis să ţin fasciculele separate”, a comentat Siddharth Ramachandran, inginer şi totodată lider al echipei de cercetători de la Universitatea Boston.

Cercetătorii au demonstrat că prin acest cablu de 1,1 kilometri pot fi transmise cantităţi uriaşe de date, de până la 1,6 terabiţi pe secundă, adică echivalentul a 8 discuri Blu-Ray pe secundă.

Ramachandran afirmă că echipa sa a arătat că pot fi folosite aproximativ 10 forme diferite ale luminii pentru a transmite informaţii. Acest lucru este foarte important, deoarece fiecare formă ar putea reprezenta un nivel nou pe „autostrada informaţiei”. Pe fiecare nivel, datele ar putea fi împărţite în mai multe benzi de lumină, maximizând fluxul informaţiei. 

Oamenii de ştiinţă subliniază că va dura ceva timp până când reuşita va părăsi laboratorul pentru a ajunge în lumea reală, pentru că în acest moment cablurile de Internet nu pot transmite decât fascicule de lumină drepte. Ramachandran afirmă că un ţel intermediar este instalarea acestor cabluri speciale, ce sunt capabile să transmită fluxuri de lumină spiralate, în „fermele de servere” folosite de companii precum Facebook.

Miles Padgett, un fizician de la Universitatea Glasgow ce nu a luat parte la acest studiu, este impresionat de cercetare şi optimist în ceea ce priveşte potenţialul acestei descoperiri. „Într-o bună zi, această amplificare a lăţimii de bandă va permite ca toată lumea să folosească Skype în acelaşi timp”, a comentat Padgett.

Cercetarea a fost finanţată de DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), organizaţia de cercetare a armatei americane.

Surse: Nature, AFP