Как бы нам не хотелось развиваться в одних удобных и понятных направлениях постоянно, реальная жизнь никогда этого не позволит. Рано или поздно у любого подхода, метода и технологии наступает предел возможностей, после чего становятся необходимы принципиально новые способы решения того или иного вопроса.
Исключением не стали и современные it — технологии, буквально уперевшиеся как в технологии кремниевых вычислений, так и возможности передачи огромных объёмов данных по проводам. И выход из ситуации уже найден — световые лучи, то есть фотоника, в теории в двое — трое более быстрая относительно электричества, мощная, перспективная, но пока почти не обузданная!
Пытаясь найти подходы к решению сложнейших задач на новых принципах, по всему миру десятки НИИ стали искать способы работы со световыми лучами и первые результаты, кажущиеся просто невообразимыми ранее уже есть. Более того, в течении всего последних пары недель сразу две команды исследователей показали результаты успешных экспериментов по закручиванию и изгибанию лучей!!!
Закрученные лучи
Изначально, даже направленный пучок света имеет свойство рассеиваться, теряя при этом часть переносимых энергии и данных. Если расстояния небольшие, проблем нет, происходят допустимые потери не влияющие критически на конечный результат, но если речь идёт о десятках, сотнях и тысячах километров, нужен принципиально иной подход передачи света на расстоянии. Свой вариант решения головоломки предложила группа учёных из Мельбурнского университета, нашедшая простой способ в буквальном смысле закручивать световые лучи.
Суть технологии достаточно проста и описана учёными уже давно — закрученный спиралевидный пучок световой энергии резко снижает объём потерь энергии и данных, что позволяет передать всё необходимое на огромные расстояния. Но, до настоящего времени главной сложностью реализации идеи была очень высокая сложность и энергоёмкость закрутки световых лучей, требовавшая дорогостоящих линз, мощных источников волновой энергии и прочих составляющих, делавших подход безумно дорогим и бессмысленным(примерно из разряда одной из серий мультфильма «Футурама»: «Да, конечно, мы можем это сделать, но нам потребуется одна мелочь», «Какая?», «Ничего особенного, всего лишь все деньги Земли!»)). Новый же предложенный способ оказался прост, компактен и очень легко реализуем даже в обычных комнатных условиях.
Для завихрения пучка света учёные применили уникальным образом преломляющие свет сверхтонкие материалы Ван-дер-Ваальса которые, к тому же, часть раскладываемого на цвета спектра заставляют двигаться медленнее. Проходя через них, фотоны части замедленного спектра, за счёт особой внутренней структуры материалов начинают спиралевидные движения, в результате чего на выходе получается стабильно закрученный луч в виде оптического вихря.
С целью реализации реального эксперимента, исследователи собрали специальную установку, в которой пропускали луч сначала через тонкие стёкла состоящие из гексагонального нитрида бора, а после дисульфидия молибдена(оба относятся к так называемым веществам Ван-дер-Ваальса) и на выходе получала требуемый результат. Это в корне меняет возможности применения технологии и открывает огромные перспективы уже в ближайшие годы перед всеми отраслями, где требуется передача энергии на расстоянии.
Изогнутые лучи
Но, если первая технология может найти применение «здесь и сейчас», став частью проводной инфраструктуры сетей уже в ближайшие годы, то наработки команды из Принстонского университета вероятно появятся чуть позже, зато точно станут основой как минимум для связи на многие десятилетия, а может и столетия вперёд. Учёные также смогли воплотить описанные ещё очень давно возможности света, в буквальном смысле искривив луч в воздухе!
Ещё в 1979 году физики впервые описали особенности так называемых «воздушных лучей»(Airy beam, Луч Эйри) способных огибать препятствия по баллистическим траекториям. Для применения метода, свет также раскладывают на спектры, некоторые из которых, являющихся невидимыми для глаза человека, оказываются способны «лететь» по кривым траекториям.
Для реализации эксперимента, исследователи применили нейромодели, которые проанализировали огромное число передаваемых на расстоянии данных в различных условиях и выбрали наиболее удачные спектры в нужных частотных диапазонах, буквально адаптирующиеся под ситуацию и огибающие препятствия летя к цели! Пока даже учёные не могут полностью объяснить наблюдаемое явление, но главное факт: луч способен изгибаться и даже с учётом препятствия между точками по прямой, он может донести от источника света и до конечно пункта информацию или энергию.
Со слов руководителя проекта, Ясамана Гасемпура, подход только на первых парах способен обеспечить стабильную, надёжную, высокоскоростную связь в самых экстремальных погодных условиях. Перспективы же метода в будущем кажутся просто безграничными.
Вам может быть интересно: Состоялся анонс и представлен трейлер стратегии Warhammer 40,000: Dawn of War 4
The post Для создания быстрых и стабильных каналов связи учёные научились закручивать и изгибать световые лучи appeared first on AMD news.
Источник: amd.news