10 gennaio 2023 (Notizie Nanowerk) Le fibre ottiche sono la spina dorsale delle nostre moderne reti di informazione. Dalle comunicazioni a lungo raggio su Internet al trasferimento di informazioni ad alta velocità all'interno di data center e borse, la fibra ottica rimane fondamentale nel nostro mondo globalizzato. Le reti in fibra, tuttavia, non sono strutturalmente perfette e il trasferimento delle informazioni può essere compromesso quando le cose vanno male. Per affrontare questo problema, i fisici dell'Università di Bath hanno sviluppato un nuovo tipo di fibra progettata per migliorare la robustezza delle reti. Questa robustezza potrebbe rivelarsi particolarmente importante nella prossima era delle reti quantistiche. Il team ha fabbricato fibre ottiche (i canali di vetro flessibili attraverso i quali vengono inviate le informazioni) in grado di proteggere la luce (il mezzo attraverso il quale vengono trasmessi i dati) utilizzando la matematica della topologia. Soprattutto, queste fibre modificate sono facilmente scalabili, il che significa che la struttura di ciascuna fibra può essere preservata per migliaia di chilometri. Lo studio di Bath è pubblicato sull'ultimo numero di Anticipi Scienza(“Supermodi topologici nella fibra a cristalli fotonici”).
Proteggere la luce dal disordine
Nella sua forma più semplice, la fibra ottica, che in genere ha un diametro di 125 µm (simile a una spessa ciocca di capelli), comprende un nucleo di vetro solido circondato da un rivestimento. La luce viaggia attraverso il nucleo, dove rimbalza come se si riflettesse su uno specchio. Tuttavia, il percorso intrapreso da una fibra ottica mentre attraversa il paesaggio è raramente rettilineo e indisturbato: curve, anelli e curve sono la norma. Le distorsioni nella fibra possono causare il degrado delle informazioni mentre si spostano tra mittente e destinatario. "La sfida era costruire una rete che tenesse conto della robustezza", ha affermato il dottorando in fisica Nathan Roberts, che ha guidato la ricerca. “Ogni volta che si fabbrica un cavo in fibra ottica, sono inevitabilmente presenti piccole variazioni nella struttura fisica della fibra. Quando viene distribuita in una rete, la fibra può anche essere attorcigliata e piegata. Un modo per contrastare queste variazioni e difetti è garantire che il processo di progettazione delle fibre includa una reale attenzione alla robustezza. È qui che abbiamo trovato utili le idee di topologia”. Per progettare questa nuova fibra, il team di Bath ha utilizzato la topologia, che è lo studio matematico delle quantità che rimangono invariate nonostante le continue distorsioni della geometria. I suoi principi sono già applicati a molte aree della ricerca fisica. Collegando i fenomeni fisici a numeri immutabili, si possono evitare gli effetti distruttivi di un ambiente disordinato. La fibra progettata dal team di Bath dispiega idee topologiche includendo diversi nuclei di guida della luce in una fibra, collegati tra loro a spirale. La luce può saltare tra questi nuclei ma rimane intrappolata all'interno del bordo grazie al design topologico. Questi stati di bordo sono protetti dal disordine nella struttura. Il fisico del bagno, il dott. Anton Souslov, coautore dello studio come responsabile della teoria, ha affermato: “Utilizzando la nostra fibra, la luce è meno influenzata dal disordine ambientale di quanto lo sarebbe in un sistema equivalente privo di progettazione topologica. «Adottando fibre ottiche con design topologico, i ricercatori disporranno degli strumenti per anticipare e prevenire gli effetti di degradazione del segnale costruendo sistemi fotonici intrinsecamente robusti».La teoria incontra l'esperienza pratica
Il fisico di Bath, il dottor Peter Mosley, coautore dello studio come responsabile sperimentale, ha dichiarato: "In precedenza, gli scienziati hanno applicato alla luce la complessa matematica della topologia, ma qui all'Università di Bath abbiamo molta esperienza nella realizzazione fisica di fibre ottiche, quindi uniamo la matematica alla nostra esperienza per creare una fibra topologica”. Il team, che comprende anche il dottorando Guido Baardink e il dottor Josh Nunn del Dipartimento di Fisica, sta ora cercando partner del settore per sviluppare ulteriormente il loro concetto. "Siamo davvero desiderosi di aiutare le persone a costruire solide reti di comunicazione e siamo pronti per la fase successiva di questo lavoro", ha affermato il dott. Souslov. Roberts ha aggiunto: “Abbiamo dimostrato che è possibile realizzare chilometri di fibra topologica avvolta attorno a una bobina. Prevediamo un Internet quantistico in cui le informazioni saranno trasmesse in modo robusto attraverso i continenti utilizzando principi topologici». Ha sottolineato che questa ricerca ha implicazioni che vanno oltre le reti di comunicazione. Ha detto: “Lo sviluppo delle fibre non è solo una sfida tecnologica, ma anche un entusiasmante campo scientifico a sé stante. "Capire come progettare la fibra ottica ha portato a fonti di luce dal luminoso 'supercontinuo' che copre l'intero spettro visibile fino alle sorgenti di luce quantistica che producono singoli fotoni - singole particelle di luce."Il futuro è quantico
Si prevede che le reti quantistiche svolgeranno un importante ruolo tecnologico negli anni a venire. Le tecnologie quantistiche hanno la capacità di archiviare ed elaborare le informazioni in modi più potenti di quanto possano fare oggi i computer "classici", oltre a inviare messaggi in modo sicuro attraverso reti globali senza alcuna possibilità di intercettazione. Ma gli stati quantistici di luce che trasmettono informazioni sono facilmente influenzati dal loro ambiente e trovare un modo per proteggerli è una grande sfida. Questo lavoro potrebbe essere un passo verso il mantenimento delle informazioni quantistiche nelle fibre ottiche utilizzando la progettazione topologica.- Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
- Fonte: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62131.php
- 1
- 10
- 7
- 9
- a
- Il mio account
- operanti in
- aggiunto
- indirizzo
- Adottando
- Dopo shavasana, sedersi in silenzio; saluti;
- contro
- Tutti
- già
- ed
- applicato
- aree
- in giro
- evitato
- Spina dorsale
- diventa
- essendo
- MIGLIORE
- fra
- Al di là di
- costruire
- Costruzione
- cavo
- Ultra-Grande
- Causare
- Challenge
- possibilità
- canali
- Venire
- arrivo
- Comunicazione
- Comunicazioni
- complesso
- Compromissione
- computer
- concetto
- Collegamento
- continuo
- Nucleo
- potuto
- contatore
- creare
- critico
- Cristallo
- dati
- data center
- Data
- Shirts Department
- schierato
- Distribuisce
- Design
- processo di progettazione
- progettato
- Nonostante
- sviluppare
- sviluppato
- Mercato
- disordine
- giù
- ogni
- facilmente
- bordo
- effetti
- ingegnere
- garantire
- Intero
- Ambiente
- ambientale
- Equivalente
- particolarmente
- Anche
- Cambi Merce
- coinvolgenti
- previsto
- esperienza
- competenza
- campo
- ricerca
- flessibile
- Focus
- essere trovato
- da
- ulteriormente
- futuro
- geometria
- ottenere
- vetro.
- globali
- reti globali
- Go
- Capelli
- Aiuto
- qui
- Come
- Tutorial
- Tuttavia
- HTTPS
- idee
- impattato
- implicazioni
- importante
- in
- inclusi
- Compreso
- individuale
- industria
- partner del settore
- inevitabilmente
- influenzato
- informazioni
- Internet
- problema
- IT
- Acuto
- Genere
- paesaggio
- con i più recenti
- portare
- Guidato
- leggera
- connesso
- cerca
- maggiore
- make
- Fare
- molti
- matematico
- matematica
- significato
- medie
- Soddisfa
- messaggi
- specchio
- moderno
- modificato
- Scopri di più
- si muove
- Rete
- reti
- New
- GENERAZIONE
- numeri
- ONE
- ottica
- proprio
- partner
- Persone
- perfetta
- Peter
- fase
- fotone
- Fisico
- Fisicamente
- Fisica
- Platone
- Platone Data Intelligence
- PlatoneDati
- Giocare
- potente
- Pratico
- presenti
- principi
- Problema
- processi
- produrre
- protegge
- protetta
- Dimostra
- pubblicato
- metti
- Quantistico
- informazione quantistica
- Internet quantistico
- reti quantistiche
- RE
- pronto
- di rose
- rimanere
- resti
- riparazioni
- ricercatori
- robusto
- robustezza
- Ruolo
- sicura
- Suddetto
- scalabile
- scienziati
- in modo sicuro
- invio
- alcuni
- mostrato
- simile
- singolo
- piccole
- So
- solido
- fonti
- campate
- Spettro
- bobina
- stati
- step
- azione
- borse
- Tornare al suo account
- dritto
- La struttura
- studente
- Studio
- circondato
- sistema
- SISTEMI DI TRATTAMENTO
- prende
- team
- tecnologico
- Tecnologie
- Il
- Il paesaggio
- loro
- cose
- migliaia
- Attraverso
- a
- oggi
- insieme
- strumenti
- verso
- trasferimento
- trasmettere
- viaggia
- tipicamente
- Università
- visibile
- modi
- quale
- OMS
- ampiamente
- volere
- entro
- senza
- Lavora
- mondo
- sarebbe
- Wrong
- anni
- zefiro