Пятница 04 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
Ученые придумали способ сделать кислую почву более плодородной Ученые придумали способ сделать кислую почву более плодородной Поиск плодородной почвы – огромная проблема для многих стран мира. В их число входит даже богатая территориями Эфиопия, где высокая кислотность и заболоченность местности негативно влияют на взращивание культур. Однако…
Две скульптуры почти в натуральную величину найдены при раскопках в Помпеях Две скульптуры почти в натуральную величину найдены при раскопках в Помпеях Во время раскопок огромной гробницы в древнеримском городе Помпеи были найдены две скульптуры мужчины и женщины почти в натуральную величину, предположительно, жрицы. Подробные погребальные реликвии украшали гробницу, содержащую несколько погребальных…
Ученые опровергают представление о древнем развитии человека в Восточной Азии Ученые опровергают представление о древнем развитии человека в Восточной Азии В то время как средний палеолит рассматривается как динамичное время в истории Европы и Африки, в Восточной Азии его обычно считают статичным периодом. Новое исследование Вашингтонского университета бросает вызов такому…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 23 украинских беспилотника МО: за ночь над регионами России сбили 23 украинских беспилотника Российские средства ПВО за ночь сбили 23 украинских беспилотных летательных аппарата (БПЛА) над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "Дежурными средствами ПВО уничтожены 23 украинских беспилотных летательных аппарата",…
На шахте в Свердловской области в результате обвала породы погиб горнорабочий На шахте в Свердловской области в результате обвала породы погиб горнорабочий Горнорабочий умер от повреждений, полученных в результате обвала породы на шахте в Свердловской области. Об этом сообщили в Тelegram-канале СУ СК России по региону. "Поздним вечером 2 апреля 2025 года…
ФСБ РФ задержала в Херсонской области россиянку по подозрению в госизмене ФСБ РФ задержала в Херсонской области россиянку по подозрению в госизмене Сотрудники ФСБ задержали в Херсонской области гражданку России по подозрению в госизмене в виде финансирования Вооруженных сил Украины (ВСУ). Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. "ФСБ…
Тема дня
Оправдывая собственное «уродство»: что стоит за решением немецкого «Фонда памяти» исключить Россию и Беларусь? Оправдывая собственное «уродство»: что стоит за решением немецкого «Фонда памяти» исключить Россию и Беларусь?

Не так давно, рассуждая о попытках Запада во что бы то ни стало сохранить на Украине нынешней режим,...

Фото
У бонобо обнаружена «уникальная человеческая» языковая способность У бонобо обнаружена «уникальная человеческая» языковая способность

Человеческий язык может объединять слова, создавая бесконечное количество значений — способность, ко...

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)".