Luz torcida transporta 2,5 terabits de dados por segundo

Torcendo os dados

Feixes de luz torcida são capazes de transmitir 85.000 vezes mais dados por segundo do que um cabo de banda larga.

Uma equipe internacional de cientistas demonstrou que o truque óptico inusitado – torcer o feixe de luz – permite alcançar velocidades de até 2,56 terabits por segundo.

Isso equivale a transferir o conteúdo completo de 66 DVDs em 1 segundo.

Cada feixe se torna um fluxo de dados independente dentro do canal principal, de forma similar às diferentes estações que um rádio consegue captar.[Imagem: Wang et al./Nature Photonics]

Luz torcida

A primeira forma prática de torcer um feixe de luz de forma controlada, criando a luz torcida, surgiu em 2006.

Em 2010 veio a luz super torcida, usada para criar, um ano depois, um transístor óptico.

Há poucos dias, uma equipe tirou proveito do efeito para criar hélices de escuridão, permitindo contornar os inconvenientes do comprimento de onda da luz, muito grande para lidar com objetos em escala atômica.

Luz multicanal

Agora, Jian Wang, trabalhando na Universidade do Sul da Califórnia, nos Estados Unidos, usou “hologramas de fase” para manipular oito feixes de luz, fazendo-os propagar-se como se fossem hélices de DNA.

Cada um dos feixes tem sua própria torção, o que permite codificar bits de dados em cada um deles – imagine diferentes parafusos, cada um com um número diferentes de “voltas” na rosca.

Os feixes foram divididos em dois grupos de 4, cada um deles com um momento angular orbital diferente.

Os dois grupos foram filtrados para assumirem polarizações diferentes, e combinados em um único feixe de luz para transmissão, quatro no centro e quatro em volta.

Assim, cada feixe se torna um fluxo de dados independente dentro do canal principal, de forma similar às diferentes estações que um rádio consegue captar.

No receptor, o processo é desfeito, desmontando-se o feixe principal em suas diversas hélices de luz constituintes, quando então se pode ler os dados.

“Nós não inventamos a luz torcida, mas nós pegamos o conceito e o levamos para a faixa dos terabits por segundo,” disse o Dr. Alan Willner, coordenador do experimento, acrescentando que uma das belezas da óptica é que “você consegue fazer coisas com a luz que você não consegue fazer com a eletricidade”.

Devido ao delicado processo de montagem do feixe de luz principal, composto por oito feixes individuais, a atmosfera pode ser um problema, gerando interferências que poderão gerar perda de dados. [Imagem: Wang et al./Nature Photonics]

Inconveniências atmosféricas

Os pesquisadores transmitiram os dados em espaço aberto, segundo eles, na tentativa de simular o que poderá acontecer com o uso desse mecanismo para comunicações via satélite – na verdade, as fibras ópticas distorcem a luz torcida.

Segundo a equipe, o experimento lança as bases para a construção de links de satélites de velocidades extremamente altas, além de links diretos em terra.

Contudo, devido ao delicado processo de montagem do feixe de luz principal, composto por oito feixes individuais, a atmosfera pode ser um problema, gerando interferências que poderão gerar perda de dados.

Embora não tenha ainda feitos testes práticos quanto a isso, o professor Willner arrisca uma distância de 1 km como alcance prático para a velocidade obtida nesse experimento.

Distâncias maiores estarão sujeitas a perdas, que equivalerão a uma redução na velocidade de transmissão. Links entre satélites no espaço não estarão sujeitos a essas limitações de velocidade.

A grande expectativa é que alguém consiga compatibilizar as fibras ópticas com a luz torcida, disponibilizando esse autêntico “teletransporte de dados” – 66 DVDs em 1 segundo – para uso prático.

Bibliografia:

Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing
Jian Wang, Jeng-Yuan Yang, Irfan M. Fazal, Nisar Ahmed, Yan Yan, Hao Huang, Yongxiong Ren, Yang Yue, Samuel Dolinar, Moshe Tur, Alan E. Willner
Nature Photonics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2012.138

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