Среда 15 октября 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 объяснили, сможем ли мы действительно озеленить Марс Ученые объяснили, сможем ли мы действительно озеленить Марс Терраформирование — это теоретический процесс преобразования планеты или луны для создания на ней условий, пригодных для жизни людей и других форм жизни, подобных земным. Концепция предполагает изменение атмосферы, температуры и…
Озвучены истинные причины смертей в пандемию, и это не вирус COVID-19 Озвучены истинные причины смертей в пандемию, и это не вирус COVID-19 Американские учёные из Северо-Западного университета в ходе нового исследования пришли к выводу, что основной причиной смертей в период пандемии был не сам коронавирус, а его сопутствующие осложнения. Этот результат был…
Искусственный интеллект сумел решить многовековую «задачу трех тел» Искусственный интеллект сумел решить многовековую «задачу трех тел» «Задача трех тел» имеет целью предсказание траектории и скорости движения трех небесных тел, таких как звезды или планеты, под действием взаимного гравитационного притяжения. Проблему не могли решить учёные мира в…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 59 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 59 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 59 украинских БПЛА над регионами России, сообщили в Минобороны РФ. В ведомстве уточнили, что в течение прошедшей ночи дежурные средства ПВО уничтожили и перехватили 59…
Трамп уверен, что все страны выйдут из БРИКС из-за пошлин США Трамп уверен, что все страны выйдут из БРИКС из-за пошлин США Президент США Дональд Трамп считает, что его угрозы ввести пошлины против стран БРИКС возымели действие. Об этом он заявил, отвечая на вопросы журналистов на встрече со своим аргентинским коллегой Хавьером…
На границе Пакистана и Афганистана произошли новые боестолкновения На границе Пакистана и Афганистана произошли новые боестолкновения Пакистанская армия нанесла удар по позициям террористических формирований на территории Афганистана в ответ на нападение на пакистанские блокпосты в округе Куррам северо-западной провинции Хайбер-Пахтунхва. Об этом сообщил государственный телеканал PTV…
Тема дня
Мир на Ближнем Востоке: реальность или иллюзия Мир на Ближнем Востоке: реальность или иллюзия

Дональд Трамп – большой мастер устраивать шумные представления. Всенародное празднество, которое дол...

Фото
На Пиренейском полуострове обнаружены скрытые части городищ железного века На Пиренейском полуострове обнаружены скрытые части городищ железного века

Исследовательский проект использует аэрофотосъемку и геофизические технологии для обнаружения того, ...

Опрос

Как вы оцениваете риск возникновения военного конфликта в Молдавии и Приднестровье?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

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.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. 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)".