La fisica è piena di sorprese, e questa volta ci regala qualcosa di davvero speciale: uragani microscopici fatti di luce. Nel cuore dell’Università di Aalto, un team di ricercatori ha trovato il modo di creare questi minuscoli vortici luminosi per rivoluzionare la trasmissione dati. È come se avessero trovato un modo per impacchettare le informazioni in modo molto più efficiente, permettendo di inviare attraverso le fibre ottiche una quantità di dati molto superiore rispetto a oggi. Una scoperta che potrebbe trasformare radicalmente il mondo delle telecomunicazioni.
La danza delle nanoparticelle
Nel loro innovativo studio, il team guidato da Päivi Törmä ha manipolato qualcosa di incredibilmente piccolo: 100.000 nanoparticelle metalliche, ciascuna delle dimensioni di un centesimo di un capello umano. Ma non è tanto il loro numero a fare la differenza: è il modo in cui hanno posizionato queste particelle.
Per essere precisi, il gruppo di ricerca ha scoperto che la chiave non stava nel cercare i punti di massima interazione con il campo elettrico, ma proprio il contrario. Hanno introdotto le particelle nei “punti morti”, dove il campo elettrico è praticamente inattivo.
Abbiamo introdotto particelle nei punti morti, che hanno spento tutto il resto e ci hanno permesso di selezionare il campo con le proprietà più interessanti per le applicazioni.
Jani Taskinen.
La natura dei “vortici di luce” nella trasmissione dati
Un vortice di luce è simile a un uragano in miniatura: presenta un centro calmo e scuro circondato da un anello di luce brillante. Proprio come l’occhio di un uragano è calmo perché i venti circostanti soffiano in direzioni diverse, l’occhio del vortice è scuro perché il campo elettrico della luce brillante punta in direzioni diverse sui vari lati del fascio.
Le comunicazioni del futuro potrebbero basarsi su questi principi per rivoluzionare il modo in cui trasmettiamo le informazioni. La ricerca, pubblicata su Nature Communications (che vi linko qui), rappresenta un passo fondamentale verso nuovi metodi di codifica dei dati.
Il team ha dimostrato che questa tecnica potrebbe permettere di trasmettere fino a 16 volte più informazioni attraverso le attuali fibre ottiche.
Il potenziale rivoluzionario dei quasicristallo
La scoperta si basa su un design particolare chiamato quasicristallo. Kristian Arjas, uno dei ricercatori principali, ha teorizzato questo approccio prima ancora che venisse realizzato sperimentalmente.
“Questa ricerca riguarda la relazione tra la simmetria e la rotazionalità del vortice, ovvero quali tipi di vortici possiamo generare con quali tipi di simmetrie”, spiega. Il design del quasicristallo, in altri termini, rappresenta un equilibrio perfetto tra ordine e caos.
Le applicazioni pratiche di questa tecnologia richiederanno anni di ingegnerizzazione, ma il potenziale è enorme. La trasmissione dati potrebbe diventare molto più efficiente, aprendo nuove possibilità per le comunicazioni del futuro.
Trasmissione dati, le prospettive future nel campo delle comunicazioni
Il gruppo di ricerca dell’Università di Aalto sta già guardando oltre, concentrandosi su applicazioni nella superconduttività e nel miglioramento dei LED organici. La scoperta apre numerose possibilità per future ricerche nel campo dell’ottica topologica.
Mentre gli ingegneri lavorano per rendere questa tecnologia pratica e scalabile, il mondo delle comunicazioni si prepara a un futuro in cui la trasmissione dati potrebbe essere molto più veloce ed efficiente di quanto possiamo immaginare oggi.
La fisica quantistica riaprirà porte che pensavamo fossero chiuse per sempre, rivoluzionando il modo in cui comunichiamo e condividiamo informazioni.
