Físicos Twist Light, Envían Mensaje 'Hola Mundo' Entre Islas

{h1}

Una nueva forma de obtener información en ondas de luz podría significar una fibra óptica más rápida.

Cuando realiza una llamada telefónica o navega por Internet, es probable que gran parte de la comunicación se produzca a través de enlaces de fibra óptica que transmiten miles de millones de bits cada segundo.

Un experimento reciente muestra que puede ser posible "torcer" las ondas de luz, meter más información que nunca y enviar la señal a una distancia práctica. En este caso, los físicos utilizaron una luz láser torcida para enviar el mensaje "Hola Mundo" entre dos islas. [Los 9 mayores misterios sin resolver en la física]

Fotones retorcidos

Las ondas de luz se utilizan en las comunicaciones todo el tiempo. La radio es una forma de luz, al igual que los láseres que son comunes en la fibra óptica. Para obtener información de entrada y salida, se puede usar la amplitud de la onda (como en la radio AM), la frecuencia de la onda (utilizada en la radio FM) e incluso la fase y la polarización (utilizada en fibra óptica junto con las dos primeras).

El hecho de que uno pueda usar solo cuatro características, o los llamados grados de libertad, para codificar información en una sola onda de luz limita cuánto se puede comunicar a través de un fotón. Un equipo internacional de la Universidad de Viena quería ver si podían codificar información en otra característica, el momento angular, de una onda de luz, y enviarla lo suficientemente lejos como para ser útil, en este caso, aproximadamente 88 millas (142 kilómetros) entre Dos observatorios en las Islas Canarias.

Esta imagen en color falso de un rayo láser revela que cuando se amplía dos veces, la onda de luz tiene una complejidad asombrosa.

Esta imagen en color falso de un rayo láser revela que cuando se amplía dos veces, la onda de luz tiene una complejidad asombrosa.

Crédito: Copyright: IQOQI Vienna / Robert Fickler

Por contraintuitivo que suene, la luz tiene un momento angular. Esto se debe a que a medida que el fotón se propaga, en realidad se "tuerce" y hace un cierto número de revoluciones. En los últimos años, los físicos han encontrado formas de aumentar el número de esos giros, alterando el momento angular de la luz.

"Cuando hacemos un grado adicional de libertad, puedes usar el mismo canal [en este caso, una longitud de onda de luz], y aumentar la cantidad de información en un factor de n", Mario Krenn, un estudiante de doctorado de la Universidad de Vienna y el autor principal de uno de los dos estudios que describen los resultados, dijeron a WordsSideKick.com. En este caso, "n" es el número de "modos" en el momento angular de la luz. Los modos son múltiplos enteros de medidas de momento angular. Una transmisión con cinco modos, por ejemplo, y 10 canales, ahora tendría la capacidad de enviar cinco veces más información que los 10 canales originales.

Viaje ligero

Normalmente, si uno observa la luz láser en este experimento que golpea una pantalla en blanco, aparecerá como un anillo. El uso de una computadora para superponer la medición del momento angular en la señal luminosa crea patrones distintos que pueden decodificarse. Los investigadores utilizaron este método para crear un patrón de luz que dio como resultado el mensaje "Hola mundo".

Sin embargo, codificar la información era solo una parte del experimento. El siguiente paso fue enviar la información a cierta distancia. Anteriormente, la mayoría de las personas en el campo de la fotónica no pensaban que un mensaje pudiera transmitirse bien a través de la atmósfera, dijo Krenn. Esto se debe a que asumieron que el momento angular era sensible al índice de refracción de la luz, algo que cambia con la presión del aire o la humedad.

Ellos estaban equivocados. Cuando el equipo disparó un rayo láser verde entre dos observatorios en las islas de La Palma y Tenerife, el receptor todavía podía captar la señal, detectando los cambios en el momento angular que el equipo había impartido a la luz torcida. "En realidad nos sorprendimos al obtener algo más de 3 kilómetros", dijo Krenn.

¿Por qué funciona todavía es un poco claro. Podría ser que las suposiciones sobre la cantidad de aire que interfiere con este tipo de mediciones sean simplemente incorrectas.

Con este éxito, el experimento abre el camino para futuros trabajos que podrían usarse en las comunicaciones. Krenn dijo que el remitente y el receptor eran relativamente simples y listos para usar. El trabajo pesado computacional estaba procesando la señal, pero esa también usaba una técnica matemática muy usada. "Queríamos reducir la complejidad", dijo.

Los resultados se publicaron en dos estudios en la edición del 15 de noviembre de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

Artículo original en WordsSideKick.com.


Suplemento De Vídeo: 210th Knowledge Seekers Workshop - Feb 8, 2018.




Investigación


La Vida De Charles Darwin: De La Aventura Sin Rumbo A La Tragedia Y El Descubrimiento
La Vida De Charles Darwin: De La Aventura Sin Rumbo A La Tragedia Y El Descubrimiento

Cómo Funcionan Los Vehículos De Combate Bradley
Cómo Funcionan Los Vehículos De Combate Bradley

Noticias De Ciencia


Cómo Nelson Mandela Navegó La Política De La Ciencia (Op-Ed)
Cómo Nelson Mandela Navegó La Política De La Ciencia (Op-Ed)

Fósil De Ornitorrinco Más Grande Descubierto En Australia
Fósil De Ornitorrinco Más Grande Descubierto En Australia

¿Por Qué Los Científicos No Pueden Predecir Con Precisión El Clima?
¿Por Qué Los Científicos No Pueden Predecir Con Precisión El Clima?

La Verdadera Razón Los Niños Pequeños Tímidos Hablan Tarde
La Verdadera Razón Los Niños Pequeños Tímidos Hablan Tarde

La Realidad De La Defensa De La Locura De Natalee Holloway Sospechoso
La Realidad De La Defensa De La Locura De Natalee Holloway Sospechoso


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com