Современная жизнь во многом зависит от кодирования информации в средства доставки. Одним из распространенных методов является использование лазеров для кодирования данных и их последующей отправки по оптоволоконным кабелям. Нам необходимо постоянно искать лучшие способы кодирования постоянно растущего спроса на информационную емкость.
Исследовательская группа из факультета прикладной физики Университета Аалто в Финляндии обнаружила новый способ создания крошечных ураганов света (учёные называют их вихрями), которые можно использовать для передачи информации. Метод основан на манипулировании наночастицами металлов, которые взаимодействуют с электрическим полем. Этот подход к проектированию использует геометрию квазикристаллов. Это открытие знаменует собой крупный прогресс в физике и может привести к совершенно новым способам передачи информации.
Предыдущие физические исследования связали симметрию вихревых структур с типами вихрей. Например, если наноразмерные частицы расположены квадратом, результирующий свет будет иметь один вихрь; шестиугольник создаст двойные вихри и так далее. Для более сложных завитков требуется как минимум восьмиугольник.
Теперь исследовательская группа нашла способ создания геометрии, которая теоретически поддерживает любой тип вихря.
В своем исследовании команда манипулировала 100 000 наночастицами металла, каждая из которых составляет примерно одну сотую размера человеческого волоса, чтобы создать свой уникальный дизайн. Ключом к этому подходу является поиск места, где взаимодействие частицы с желаемым электрическим полем минимально, а не там, где оно максимально.
Это открытие открывает множество будущих исследований в очень активной области исследований оптической топологии. Он также представляет собой раннюю стадию мощного метода передачи в областях, где свет необходим для передачи закодированной информации, таких как телекоммуникации.
Исследователи объясняют, что мы можем передавать эти вихри по оптоволоконным кабелям и открывать их в пункте назначения. Это позволит нам хранить информацию в меньшем пространстве и передавать больше информации одновременно. По оптимистичным оценкам, этот метод может передать в 8–16 раз больше информации, передаваемой по нынешнему оптическому волокну.