Среда 28 октября 2026 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
Читайте также
Голос в голове оказывает удивительное воздействие на мозг Голос в голове оказывает удивительное воздействие на мозг Ученые обнаружили, что разговор с самим собой вслух вызывает в мозге совершенно иную реакцию, чем разговор вслух. Результаты исследования были опубликованы в журнале iScience. Люди часто разговаривают сами с собой…
Четыре гигантских отпечатка показывают, как ходил тираннозавр 66 млн лет назад Четыре гигантских отпечатка показывают, как ходил тираннозавр 66 млн лет назад Четыре огромных следа в Северной Дакоте, вероятно, являются первыми отпечатками лап взрослого тираннозавра, и они указывают на то, что он передвигался быстрым шагом, свойственным человеку. Результаты исследования были опубликованы в…
Стресс меняет реакцию мозга матери на поведение её ребёнка Стресс меняет реакцию мозга матери на поведение её ребёнка Исследователи обнаружили, что стресс после родов изменяет связанную с дофамином активность мозга у крыс-маток, особенно во время грубого обращения с детенышами. Результаты исследования были опубликованы в журнале JNeurosci. Считается, что…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Пострадавший в Липецкой области и 531 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы Пострадавший в Липецкой области и 531 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 531 украинский беспилотник над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. В Липецкой области за медицинской помощью обратился один человек. Повреждения многоквартирных и…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ один человек погиб, четверо были ранены Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ один человек погиб, четверо были ранены Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области 140 раз за прошедшие сутки. В результате погиб мирный житель, еще четыре человека получили ранения, сообщил губернатор Александр Шуваев. "В Грайворонском округе в…
ФСБ России за два месяца выявила 126 подпольных оружейников ФСБ России за два месяца выявила 126 подпольных оружейников ФСБ выявила 126 подпольных оружейников в 53 регионах РФ, у них изъяли более 360 единиц огнестрельного оружия, прекращена деятельность 48 подпольных оружейных мастерских. Об этом сообщили в Центре общественных связей…
Тема дня
Звонок Стубба и Стере Путину расколол Европу Звонок Стубба и Стере Путину расколол Европу

«Вбил клин между партнерами», «европейские лидеры пришли в ярость» – телефонный разговор Владимира П...

Фото
Астрономы раскрыли секреты реликвии сверхновой «жемчужная нить» и звезды-зомби Астрономы раскрыли секреты реликвии сверхновой «жемчужная нить» и звезды-зомби

Ученые до сих пор изучают космическую «жемчужную нить» — уникальную небесную реликвию, оставшуюся по...

Опрос

Останется-ли Сербия дружественной России страной?

 

Анекдот дня

Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.

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)".