Väänlev valgus tõstab andmeside kiirust ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Andmete edastamiseks kasutati erineva ruumilise profiiliga valgust.
Andmete edastamiseks kasutati erineva ruumilise profiiliga valgust. Autor/allikas: Viini ülikool

Austria füüsikutel on läinud korda korda saata informatsiooni kandva väändunud valgukimbu enam kui kolme kilomeetri kaugusele. Vaatamata senistele ennustustele oli vastuvõetud teave loetav ja saadetuga heas vastavuses. Lahendus võimaldab kasvatada hüppeliselt korraga edastatava informatsiooni hulka.

Insenerid ja füüsikud on õhu ja valguskaablite kaudu samaaegselt liikuva teabe hulga kasvatamiseks mõelnud välja mitmeid trikke. Näiteks kasutades erinevaid valguse ja raadiolainete sagedusi ning elektromagnetlainete polarisatsiooni. Ent infoajastul jääb sellestki väheseks. Puhttehniliselt on lahendus valguslainete ruumilise profiili kasutamise näol olemas. Üheks seda iseloomustavaks suuruseks on orbitaalne impulsimoment.

Kui polarisatsioon peegeldub elektromagnetlainete võnkesuunas, siis orbitaalne impulsimoment on võrreldav viisiga, kuidas see läbi ruumi liigub. Analoogiat kaugemale viies võrdleb portaal Nature News väändunud valguslaineid ühes taktis marssivate sõduritega, kelle käed samas veidi erinevalt käivad. Sellest piisab, et erinevat informatsiooni kandvad valguslained üksteist ei mõjutaks ja ei muudaks sellega nende poolt kantavat informatsiooni tähenduseta müraks. Kuna valgulaineid saab nõnda teoreetiliselt vormida lõpmatul viisil, saab potentsiaalselt mööda sama valguskaablit samal valguse lainesagedusel edastada ka lõpmatul hulgal informatsiooni.

Viini teadlased eesotsas Mario Krenniga kasutasid uues katses rohelist laserivalgust ja 16 kergelt erinevat orbitaalset impulsimomenti. Proovikatses kasutati lahendust füüsikute Ludwig Boltzmanni ja Erwin Schrödingeri ning helilooja Wolfgang-Amadeus Mozarti fotode edastamiseks. Saadetavad fotod ehitati üles piksli haaval. Iga orbitaalne impulsimoment seati vastavusse erineva teatava halli varjundiga. Kui näiteks üks vastas tumehallile ja teine valgele, siis neid järjest saates sattusid kohakuti tumehall ja valge piksel. Vastuvõetud signaal erines saadetust 1,7 protsendi võrra.

Proovikatses suudeti edastada sekundis neli informatsiooniühikut, mis pole telegraafist palju parem. Ent samas polnud võimalikult suur andmete edastamise kiirus ka eksperimendi algseks eesmärgiks. Tulemused olid teadlastele niigi üllatavad – seni arvati, et atmosfäär röövib valguselt sellele iseloomuliku orbitaalse impulsimomendi tunduvalt lühema ajaga. Nii plaanib töörühm järgmises katses saata samaaegselt teavet juba mitme kanali vahendusel, mis tooks lahendusel põhineva andmeside juba lähemale.

Eelnevates katsetes on kindla orbitaalse impulsimomendiga valgust edastatud valguskaablite vahendusel. Näiteks suudeti ühes katses saata korraga mööda sama kaablit nelja erineva ruumilise profiiliga valgust 1,1 kilomeetri kaugusel, saavutades andmeside kiiruseks 400 gigabitti sekundis.

Uurimus ilmus ajakirjas New Journal of Physics.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Allikas: New Journal of Physics

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: