Истражувачи демонстрираа метод за пренос на оптички податоци низ отворен простор без потреба од сложени системи за корекција на атмосферските изобличувања.
Ласерски зрак испратен преку универзитетски кампус можеби штотуку го реши еден од најстарите проблеми во телекомуникациите. Истражувачи од Универзитетот Витватерсранд (Јужна Африка) и Универзитетот во Бордо (Франција) демонстрираа метод за пренос на оптички податоци низ отворен простор без потреба од сложени системи за корекција на атмосферските изобличувања.
Преносот на податоци низ воздух долго време претставуваше проблем. Земјината атмосфера е хаотична. Вртложните зони на топол и ладен воздух ги извиткуваат, ги распрснуваат и ги мешаат светлосните сигнали, што наметнува потреба од значителна компјутерска моќ и скапа адаптивна оптика за повторно составување на фрагментираните податоци.
Експеримент со ласер, прв од ваков вид во светот, покажува како е можно целосно да се игнорира ова изобличување. Решението се заснова на тополошката природа на светлината. Топологијата е гранка на математиката што се занимава со својства кои остануваат непроменети дури и кога некој објект се истегнува, е извиткува или се притиска. На пример, шолја за кафе и крофна имаат различни форми, но и двете имаат по еден отвор.
Можете да ги истегнете или да ги изобличите без да го промените тоа фундаментално својство. Слично на тоа, светлосниот зрак може значително да се изобличи, додека неговата тополошка информација останува непроменета.
Тимот го примени овој концепт врз светлината преку кодирање на информации во егзотични магнетни структури слични на честички, познати како скирмиони. Кодирањето на информации во тополошкиот профил на светлината им обезбедува на податоците невидлив слој на заштита, наместо да се потпира на самата јачина на светлината или на бојата.
Теоријата беше тестирана преку испраќање ласерски зраци кодирани со скирмиони на растојание од стотици метри меѓу две згради во кампусот Витс Вест (Wits West Campus) во Јоханесбург. Светлината беше изложена на реални услови како топлина, ветер и атмосферски шум.
До моментот кога светлината стигна до приемникот, формата на зракот беше целосно изобличена. Сепак, основните тополошки податоци останаа целосно зачувани. Преносот се одвиваше со точност од над 98 проценти во повеќето услови, а паѓаше на 86 проценти само при екстремна турбуленција.
Елиминирањето на потребата од гломазен хардвер за корекција би можело да ги намали енергетските и компјутерските барања на оптичките мрежи за пренос на долги растојанија. Ваквиот пренос на податоци би можел да биде корисен за мисии во длабоката вселена, сателитски врски со голема брзина и квантна криптографија, а истовремено би овозможил и пристап до интернет без потреба од поставување километри оптички кабли.
Резултатите од истражувањето се објавени во списанието Science Advances.
(Bug.hr)
(фото: Easy Peasy AI)
