Световые ураганы для скоростной передачи данных

29.11.2024

Ученые из Университета Аалто предложили новый способ ускорения передачи данных, используя крошечные "световые ураганы", или вихри. Эти вихри, созданные при помощи металлических наночастиц и электрических полей, открывают путь к более эффективным телекоммуникационным технологиям.

Световой вихрь напоминает ураган: его центр темный, а вокруг - кольцо яркого света. Это происходит из-за того, что электрическое поле в центре направлено в противоположные стороны, нейтрализуя свет. Для создания таких вихрей используются квазикристаллические формы, сформированные из металлических наночастиц. Каждая из частиц имеет размер около одной сотой толщины человеческого волоса.

Команда аспирантов под руководством профессора Пьяви Торма разработала метод, позволяющий управлять симметрией структур, создающих вихри. Расположение наночастиц определяет вид вихря: квадратные формы порождают одиночный вихрь, шестиугольные - двойной, а для более сложных вихрей требуются восьмиугольные и более сложные структуры.

Главная инновация состоит в том, что частицы размещаются в "неактивных" зонах электрического поля - там, где его влияние минимально. Это позволяет значительно улучшить контроль над свойствами создаваемого света.

Разработка открывает перспективы для использования световых вихрей в телекоммуникациях. Такие структуры можно передавать через оптоволоконные кабели, где они кодируют информацию. На конечной точке данные декодируются, позволяя значительно уменьшить объем хранимой информации и увеличить пропускную способность каналов.

Исследование также вносит вклад в изучение топологических свойств света. Топология, связанная с формами и симметрией структур, позволяет находить новые способы управления светом для достижения максимальной эффективности передачи данных.

Световые вихри открывают новые горизонты в оптической физике и телекоммуникациях. Возможность генерировать вихри различной сложности и передавать их по оптоволокну может привести к появлению революционных технологий связи.

Работа исследователей демонстрирует, как использование наночастиц и управление симметрией электрических полей способны изменить подход к хранению и передаче данных. В будущем такие методы могут стать основой для сверхскоростных сетей связи и более эффективных систем обработки информации.

<< Назад: Тончайшие спагетти из нановолокон 29.11.2024

>> Вперед: Устойчивые полимерные пластики из переработанных текстильных отходов 28.11.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Кофе без кофейных зерен 02.01.2020 Американский стартап, изучив химический состав кофейных зерен, создал первую в мире кофе, для приготовления которой они не нужны. Изучив химический состав различных видов кофе, ученые смогли воссоздать его ключевые элементы, а именно запах, цвет, консистенцию и оставили кофеин. Они решили только забрать горечь, поскольку подавляющее большинство кофеманов перебивают ее сахаром или сливками. Кофе без кофейных зерен не наносит вреда экологии, как это делает традиционное кофе. Спрос на него увеличивается из года в год, а это значит, что посевы зерен расширяются и вредят окружающей среде. В продаже новый вид кофе появится уже в 2020 году в Сиэтле.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025