Суббота 21 марта 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   Теги Новости
Читайте также
JSM: Популярный антидепрессант помог пациентам с проблемами при оргазме JSM: Популярный антидепрессант помог пациентам с проблемами при оргазме Учеными описана возможная методика лечения редкого состояния — посторгазмического синдрома, проявляющегося в симптомах после оргазма, напоминающих грипп. Работу с описанием соответствующего феномена опубликовали в журнале The Journal of Sexual Medicine…
Физик вывел формулу для определения количества складываний блинчика Физик вывел формулу для определения количества складываний блинчика Если аккуратно сложить диск из гибкого и, возможно, вкусного материала, что заставит его остаться сложенным? И сколько раз его можно сложить, прежде чем он начнет сопротивляться и перевернется обратно? Физик…
Скрытая древняя речная система обнаружена глубоко под поверхностью Марса Скрытая древняя речная система обнаружена глубоко под поверхностью Марса Вдали, в одиночестве в кратере на планете, населенной лишь роботами, марсоход НАСА «Персеверанс» исследует засушливый ландшафт, который миллиарды лет назад был речной системой. Однако, согласно новому открытию, дельта Езеро на…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 283 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 283 украинских БПЛА Российские средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили 283 украинских БПЛА над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи в период с 23:00…
Слюсарь: в Ростовской области отразили массовую атаку БПЛА Слюсарь: в Ростовской области отразили массовую атаку БПЛА В девяти районах Ростовской области была отражена массированная атака порядка 90 беспилотников. Об этом заявил губернатор региона Юрий Слюсарь. Около 90 БПЛА были отражены в девяти районах области, написал губернатор…
В Саранске задержали жителя, оформившего по заданию Киева более тысячи sim-карт В Саранске задержали жителя, оформившего по заданию Киева более тысячи sim-карт Сотрудники ФСБ задержали по подозрению в госизмене 34-летнего жителя Мордовии, который по заданию военной разведки Украины оформил у сотовых операторов более 1 тыс. sim-карт и 10 виртуальных станций. Об этом…
Тема дня
Как иранской ПВО удалось достать американский самолет-невидимку F-35 Как иранской ПВО удалось достать американский самолет-невидимку F-35

Американский самолет-невидимка пятого поколения F-35, как оказалось, вполне отображается на экранах ...

Фото
Российскими учеными создан гидрогель для ускоренного заживления ран Российскими учеными создан гидрогель для ускоренного заживления ран

Учеными Ярославского государственного технического университета завершена разработка материала на ба...

Опрос

Как долго продлится операция США против Ирана?

 

Анекдот дня

Когда вам покажется, что вы не справитесь, вспомните, что вы из поколения, которое писало сочинения на три страницы. Из головы! Ручкой на большой перемене!

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)".