Het moderne leven is sterk afhankelijk van het coderen van informatie in bestelwagens. Een veelgebruikte methode is het gebruik van lasers om de gegevens te coderen en deze vervolgens via glasvezelkabels te verzenden. We moeten voortdurend zoeken naar betere manieren om de steeds toenemende vraag naar informatiecapaciteit te coderen.
Een onderzoeksteam van de afdeling Toegepaste Natuurkunde van de Aalto Universiteit in Finland heeft een nieuwe manier ontdekt om kleine orkanen van licht te creëren – wetenschappers noemen ze wervels – die kunnen worden gebruikt om informatie te transporteren. De methode is gebaseerd op het manipuleren van metalen nanodeeltjes die interageren met een elektrisch veld. Deze ontwerpbenadering maakt gebruik van de geometrie van quasikristallen. De ontdekking markeert een grote vooruitgang in de natuurkunde en zou kunnen leiden tot geheel nieuwe manieren om informatie over te dragen.
Eerder natuurkundig onderzoek heeft de symmetrie van vortexstructuren gekoppeld aan vortextypen. Als deeltjes op nanoschaal bijvoorbeeld in een vierkant worden gerangschikt, zal het resulterende licht een enkele werveling hebben; een zeshoek zal dubbele wervelingen creëren, enzovoort. Complexere wervelingen vereisen minstens een achthoek.
Nu heeft een onderzoeksteam een manier ontdekt om geometrieën te creëren die theoretisch elk type vortex ondersteunen.
In hun onderzoek manipuleerde het team 100.000 metalen nanodeeltjes, elk ongeveer een honderdste van de grootte van een mensenhaar, om hun unieke ontwerp te creëren. De sleutel tot deze aanpak is het vinden van de locatie waar de interactie van het deeltje met het gewenste elektrische veld minimaal is, en niet waar deze maximaal is.
Deze ontdekking opent een schat aan toekomstig onderzoek op het zeer actieve gebied van optische topologieonderzoek. Het vertegenwoordigt ook de vroege stadia van een krachtige transmissiemethode in gebieden waar licht nodig is om gecodeerde informatie te verzenden, zoals telecommunicatie.
De onderzoekers leggen uit dat we deze wervels via glasvezelkabels kunnen overbrengen en ze op hun bestemming kunnen openen. Hierdoor kunnen we informatie in een kleinere ruimte opslaan en meer informatie tegelijk verzenden. Optimistische schattingen zijn dat deze methode acht tot zestien maal de hoeveelheid informatie kan bereiken die door de huidige optische vezels wordt verzonden.