Среда 02 апреля 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Мини-вихри света способны переносить огромные объемы данных


Мини-вихри света способны переносить огромные объемы данных

Пятница, 15 Ноября 2024 21:31

Исследователями разработана квазикристаллическая структура, генерирующая световые мини-вихри, которые способны переносить огромные объемы данных. Она сформирована из металлических наночастиц, точно расположенных для генерации любого типа вихрей — через взаимодействие с пучком света в электрическом поле. Если применять данную структуру к оптическим волокнам, то она будет транслировать в 8-16 раз больше информации, нежели существующие системы.

 

Передача информации базируется в основном на кодировании фотонных данных. Оптоволокно сегодня остаётся наиболее широко используемым материалом для этих целей. Но спрос на информационные мощности всё растет, что требует разработки более продуктивных систем, способных кодировать и передавать более масштабные объемы данных.

 

Учёные в последние годы изучают световые вихри как средство оптимизации фотонного транспорта информации. Целью подобных вихрей является манипуляция топологическими дефектами в свете, для контроля способа его отражения и информации, что он несет. Часть топологических дефектов образуется спонтанно, они широко распространены в природе. Другие возникают благодаря симметрии в структуре материалов при взаимодействии со светом. Что влияет на форму и композицию образующегося вихря.

 

Так, материалы со структурой в виде квадратов либо булыжников генерируют простые вихри, шестиугольные — двойные и так далее. Наиболее сложные вихревые образования нуждаются, как минимум, в восьмиугольных структурах. Но создание подобных вихрей, сложных для кодировки данных, остаётся серьезной проблемой.

 

Новой разработке команды из финского Университета Аалто удалось преодолеть эти сложности и генерировать вихри любого типа. «В нашем представлении квазикристалл находится на полпути между порядком и хаосом», — поясняют участники исследования, опубликованного в журнале Nature Communications.

 

Конструкция — это квазикристалл, что состоит из металлических наночастиц. Как и традиционные кристаллы, квазикристаллы обладают дискретным дифракционным спектром, но, в отличие от классических аналогов, их структура не периодическая. Для сформирования квазикристалла исследователи манипулировали 100 000 металлических наночастиц с диаметром не более одной сотой человеческого волоса. Их подвергли взаимодействию с пучком света в контролируемом электрическом поле.

 

Структура образованного так светового вихря сравнима с циклоном, в его центре которого расположен спокойный темный «глаз», который окружен кольцом яркого света, что состоит из потоков, направленных в разные стороны. Для определения оптимального расположения для продуцирования сложных вихрей, командой был применен контринтуитивный подход. Это определение точек, в которых частицы минимально взаимодействуют с электрическим полем.

 

В электрическом поле есть горячие точки сильных колебаний и точки, где оно почти отсутствует. Учёные ввели частицы в «мертвые» участки, что позволило деактивировать все остальное и выбрать поле с самыми подходящими свойствами.


Этот алгоритм дал возможность настраивать узоры для генерации сложных вихревых структур. Учёные поясняют, что их квазикристаллическая конструкция базируется на теории групп для выявления узлов электромагнитного поля, где плазмонные наночастицы располагаются для максимального усиления. Теорией групп называют методику расчетов, что применяют для прогноза типа деформации, которой может быть подвергнута структура материала.

 

Данные сложные вихри позволяют хранить огромные объемы информации в ограниченном пространстве. Их можно транспортировать по оптоволокну, а далее распаковывать. Так можно будет транспортировать в 8-16 раз больше информации, чем сейчас возможно.

 
 

 
Миронова Любовь Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Японские ученые испытали стволовые клетки для восстановления после паралича Японские ученые испытали стволовые клетки для восстановления после паралича Японские ученые добились значительных успехов в лечении паралича, вызванного травмами спинного мозга. Как сообщается в журнале Nature, один из участников клинических испытаний, ранее полностью парализованный, вновь смог стоять и даже…
Антарктический айсберг откололся, открыв невиданную ранее экосистему Антарктический айсберг откололся, открыв невиданную ранее экосистему Гигантский айсберг размером с Чикаго откололся от плавающего ледника в Антарктиде, и, подобно раздвижной крыше на стадионе, дрейфующая конструкция открыла скрытую среду обитания стихиям. Исследователи, работавшие на судне в этом…
Балтийский клон: ученые раскрыли тайну обширного леса водорослей Балтийский клон: ученые раскрыли тайну обширного леса водорослей В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Ecology, ученые из Гетеборгского университета сделали сенсационное открытие в Балтийском море. Обширный лес из водорослей, протянувшийся более чем на 500 километров вдоль побережья Ботнического…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 93 БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 93 БПЛА Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь перехватили и уничтожили 93 беспилотных летательных аппарата (БПЛА) над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. "Дежурными средствами ПВО уничтожено и перехвачено…
В Таганроге сообщили об одном пострадавшем из-за атаки БПЛА ВСУ В Таганроге сообщили об одном пострадавшем из-за атаки БПЛА ВСУ Один человек пострадал после ночной атаки БПЛА на Таганрог Ростовской области. Об этом сказала глава Таганрога Светлана Камбулова. Ранее врио губернатора региона Юрий Слюсарь сообщал, что два человека получили легкие…
СК: украинские военные убили четырех жителей деревни Рубанщина в Курской области СК: украинские военные убили четырех жителей деревни Рубанщина в Курской области Четырех жителей деревни Рубанщина Курской области убили украинские боевики. Об этом ТАСС сообщила официальный представитель СК России Светлана Петренко. "В ходе расследования уголовного дела о террористическом акте (п. "б" ч.…
Тема дня
Литовское болото наглядно доказало бесполезность американских танков в Прибалтике Литовское болото наглядно доказало бесполезность американских танков в Прибалтике

В Литве после недели поисков наконец найден четвертый погибший американец – член экипажа утонувшей б...

Фото
Жизнь за пределами смерти: учёные выдвигают революционную гипотезу Жизнь за пределами смерти: учёные выдвигают революционную гипотезу

Группа учёных выдвинула смелую гипотезу о том, что жизнь человека не заканчивается с наступлением фи...

Опрос

Вы ожидаете в 2025 году прекращения огня в зоне СВО?

 

Анекдот дня

Если на других планетах есть разумная жизнь, то когда-нибудь будет и на нашей!

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
Интересные материалы
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".