Il trasferimento dei dati tramite cavi in fibra ottica è alla base della comunicazione moderna, ma con l’aumento della domanda di connettività, le tecnologie attuali devono evolversi. Un team di ricercatori dell’Università di Aalto ha sviluppato un’innovazione rivoluzionaria: gli uragani laser, vortici di luce che possono aumentare la capacità di trasmissione fino a 16 volte rispetto ai metodi attuali.
Cos’è un uragano laser?
Gli uragani laser sono piccoli vortici di luce che assomigliano a un uragano con un centro oscuro circondato da un anello luminoso. Questo vortice si forma grazie al flusso del campo elettrico della luce, che si muove in direzioni diverse attorno al centro.
Grazie a questa struttura unica, gli uragani laser possono essere utilizzati per codificare informazioni in modi finora impossibili.
La tecnologia dei quasicristalli
La chiave del successo del team è stata la manipolazione di nanoparticelle metalliche attraverso un campo elettrico per creare un quasicristallo, una struttura con un pattern regolare ma non ripetitivo. I quasicristalli offrono possibilità completamente nuove per l’encoding delle informazioni.
Tradizionalmente, le forme geometriche semplici (come quadrati o esagoni) permettono di generare vortici base. Con i quasicristalli, il team è riuscito a superare queste limitazioni, creando vortici di luce di qualsiasi complessità, aprendo così nuove prospettive per la codifica e il trasferimento dei dati.
Come funziona?
Nell’esperimento, i ricercatori hanno manipolato circa 100.000 nanoparticelle metalliche, ciascuna larga un centesimo del diametro di un capello umano.
Contrariamente all’approccio tradizionale, le particelle sono state posizionate nei punti morti del campo elettrico, dove le interazioni sono minime. Questo ha permesso di controllare con precisione il campo elettrico per generare vortici con caratteristiche specifiche.
Taskinen, uno degli autori dello studio, spiega: “Abbiamo introdotto particelle nei punti morti, eliminando tutto il resto e selezionando il campo con le proprietà più interessanti per le applicazioni.”
Implicazioni per il trasferimento dati
Grazie a questa tecnica, i vortici generati possono essere trasmessi attraverso cavi in fibra ottica e decodificati alla loro destinazione. Ciò consentirebbe di:
- Aumentare la capacità dei dati trasmessi.
- Ridurre la larghezza di banda necessaria.
Le stime preliminari suggeriscono che questa tecnologia potrebbe migliorare la capacità della fibra ottica di 8-16 volte rispetto ai metodi tradizionali.
Un futuro promettente
Sebbene le applicazioni pratiche di questa scoperta siano ancora lontane, la ricerca rappresenta una solida base per futuri sviluppi. Il gruppo di dinamica quantistica dell’Università di Aalto sta già lavorando per scalare questa tecnologia, esplorando anche settori correlati come la superconduttività e i LED organici avanzati.
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