जनवरी 10, 2023 (नानावरक न्यूज़) ऑप्टिकल फाइबर हमारे आधुनिक सूचना नेटवर्क की रीढ़ हैं। इंटरनेट पर लंबी दूरी के संचार से लेकर डेटा केंद्रों और स्टॉक एक्सचेंजों के भीतर उच्च गति सूचना हस्तांतरण तक, ऑप्टिकल फाइबर हमारी वैश्वीकृत दुनिया में महत्वपूर्ण बना हुआ है।
हालाँकि, फाइबर नेटवर्क संरचनात्मक रूप से परिपूर्ण नहीं हैं, और चीजें गलत होने पर सूचना हस्तांतरण से समझौता किया जा सकता है। इस समस्या का समाधान करने के लिए, बाथ विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने नेटवर्क की मजबूती को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक नए प्रकार का फाइबर विकसित किया है। क्वांटम नेटवर्क के आने वाले युग में यह मजबूती विशेष रूप से महत्वपूर्ण साबित हो सकती है।
टीम ने ऑप्टिकल फाइबर (लचीले ग्लास चैनल जिसके माध्यम से जानकारी भेजी जाती है) का निर्माण किया है जो टोपोलॉजी के गणित का उपयोग करके प्रकाश (वह माध्यम जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित होता है) की रक्षा कर सकता है। सबसे अच्छी बात यह है कि ये संशोधित फाइबर आसानी से स्केलेबल हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक फाइबर की संरचना को हजारों किलोमीटर तक संरक्षित किया जा सकता है।
बाथ अध्ययन के नवीनतम अंक में प्रकाशित हुआ है विज्ञान अग्रिम("फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर में टोपोलॉजिकल सुपरमोड").
अव्यवस्था से प्रकाश की रक्षा करना
अपने सबसे सरल रूप में, ऑप्टिकल फाइबर - जिसका व्यास आमतौर पर 125 µm (बालों की मोटी लट के समान) होता है - में आवरण से घिरे ठोस कांच का एक कोर शामिल होता है। प्रकाश कोर के माध्यम से यात्रा करता है, जहां यह इस तरह उछलता है मानो दर्पण से परावर्तित हो रहा हो। हालाँकि, ऑप्टिकल फाइबर द्वारा लिया गया मार्ग जब यह परिदृश्य को पार करता है तो शायद ही कभी सीधा और अबाधित होता है: मोड़, लूप और मोड़ आदर्श हैं। प्रेषक और प्राप्तकर्ता के बीच गति करते समय फाइबर में विकृतियाँ सूचना के ख़राब होने का कारण बन सकती हैं। शोध का नेतृत्व करने वाले भौतिकी के पीएचडी छात्र नाथन रॉबर्ट्स ने कहा, "चुनौती एक ऐसा नेटवर्क बनाने की थी जो मजबूती को ध्यान में रखता हो।" “जब भी आप फाइबर-ऑप्टिक केबल बनाते हैं, तो फाइबर की भौतिक संरचना में छोटे बदलाव अनिवार्य रूप से मौजूद होते हैं। जब नेटवर्क में तैनात किया जाता है, तो फाइबर मुड़ और मुड़ भी सकता है। इन विविधताओं और दोषों का मुकाबला करने का एक तरीका यह सुनिश्चित करना है कि फाइबर डिजाइन प्रक्रिया में मजबूती पर वास्तविक फोकस शामिल हो। यहीं पर हमें टोपोलॉजी के विचार उपयोगी लगे।” इस नए फाइबर को डिजाइन करने के लिए, बाथ टीम ने टोपोलॉजी का उपयोग किया, जो उन मात्राओं का गणितीय अध्ययन है जो ज्यामिति में निरंतर विकृतियों के बावजूद अपरिवर्तित रहती हैं। इसके सिद्धांत भौतिकी अनुसंधान के कई क्षेत्रों में पहले से ही लागू हैं। भौतिक घटनाओं को अपरिवर्तनीय संख्याओं से जोड़कर, अव्यवस्थित वातावरण के विनाशकारी प्रभावों से बचा जा सकता है। बाथ टीम द्वारा डिज़ाइन किया गया फाइबर एक सर्पिल में एक साथ जुड़े हुए फाइबर में कई प्रकाश-मार्गदर्शक कोर को शामिल करके टोपोलॉजिकल विचारों को तैनात करता है। प्रकाश इन कोर के बीच उछल सकता है लेकिन टोपोलॉजिकल डिज़ाइन के कारण किनारे के भीतर फंस जाता है। ये किनारे वाले राज्य संरचना में अव्यवस्था से सुरक्षित रहते हैं। स्नान भौतिक विज्ञानी डॉ एंटोन सूसलोव, जिन्होंने सिद्धांत के प्रमुख के रूप में अध्ययन का सह-लेखन किया, ने कहा: "हमारे फाइबर का उपयोग करते हुए, प्रकाश पर्यावरणीय विकार से कम प्रभावित होता है, क्योंकि यह टोपोलॉजिकल डिज़ाइन की कमी वाले समकक्ष सिस्टम में होता। "टोपोलॉजिकल डिज़ाइन के साथ ऑप्टिकल फाइबर को अपनाने से, शोधकर्ताओं के पास स्वाभाविक रूप से मजबूत फोटोनिक सिस्टम का निर्माण करके सिग्नल-डिग्रेडिंग प्रभावों को पूर्व-खाली करने और रोकने के लिए उपकरण होंगे।"सिद्धांत व्यावहारिक विशेषज्ञता से मिलता है
प्रायोगिक नेतृत्व के रूप में अध्ययन के सह-लेखक बाथ भौतिक विज्ञानी डॉ. पीटर मोस्ले ने कहा: "पहले, वैज्ञानिकों ने टोपोलॉजी के जटिल गणित को प्रकाश में लागू किया है, लेकिन यहां बाथ विश्वविद्यालय में हमारे पास भौतिक रूप से ऑप्टिकल फाइबर बनाने का बहुत अनुभव है, इसलिए हमने टोपोलॉजिकल फाइबर बनाने के लिए अपनी विशेषज्ञता के साथ गणित को एक साथ रखा है।'' टीम, जिसमें पीएचडी छात्र गुइडो बार्डिंक और भौतिकी विभाग के डॉ. जोश नन भी शामिल हैं, अब अपनी अवधारणा को और विकसित करने के लिए उद्योग भागीदारों की तलाश कर रहे हैं। डॉ. सूसलोव ने कहा, "हम वास्तव में लोगों को मजबूत संचार नेटवर्क बनाने में मदद करने के इच्छुक हैं और हम इस काम के अगले चरण के लिए तैयार हैं।" श्री रॉबर्ट्स ने कहा: “हमने दिखाया है कि आप एक स्पूल के चारों ओर किलोमीटर तक टोपोलॉजिकल फाइबर लपेट सकते हैं। हम एक क्वांटम इंटरनेट की कल्पना करते हैं जहां टोपोलॉजिकल सिद्धांतों का उपयोग करके जानकारी को महाद्वीपों में मजबूती से प्रसारित किया जाएगा। उन्होंने बताया कि इस शोध के निहितार्थ संचार नेटवर्क से परे हैं। उन्होंने कहा: “फाइबर विकास न केवल एक तकनीकी चुनौती है, बल्कि अपने आप में एक रोमांचक वैज्ञानिक क्षेत्र भी है। "ऑप्टिकल फाइबर को इंजीनियर करने के तरीके को समझने से उज्ज्वल 'सुपरकॉन्टिनम' से प्रकाश स्रोतों का पता चला है जो पूरे दृश्यमान स्पेक्ट्रम को क्वांटम प्रकाश स्रोतों तक फैलाता है जो व्यक्तिगत फोटॉन - प्रकाश के एकल कण उत्पन्न करते हैं।"भविष्य क्वांटम है
आने वाले वर्षों में क्वांटम नेटवर्क द्वारा एक महत्वपूर्ण तकनीकी भूमिका निभाने की व्यापक उम्मीद है। क्वांटम प्रौद्योगिकियों में आज के 'शास्त्रीय' कंप्यूटरों की तुलना में अधिक शक्तिशाली तरीकों से जानकारी संग्रहीत करने और संसाधित करने की क्षमता है, साथ ही बिना किसी छुपे छुपे संदेश को वैश्विक नेटवर्क पर सुरक्षित रूप से भेजने की क्षमता है। लेकिन सूचना प्रसारित करने वाली प्रकाश की क्वांटम अवस्थाएं उनके पर्यावरण से आसानी से प्रभावित होती हैं और उनकी सुरक्षा का रास्ता खोजना एक बड़ी चुनौती है। यह कार्य टोपोलॉजिकल डिज़ाइन का उपयोग करके फाइबर ऑप्टिक्स में क्वांटम जानकारी बनाए रखने की दिशा में एक कदम हो सकता है।- एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
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- स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62131.php
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