Fonte: Gaianews.it
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MILWAUKEE - Un gruppo di ricercatori dell’Università del Wisconsin (UWM) ha
scoperto un nuovo meccanismo per trasmettere fasci di fotoni attraverso le fibre
ottiche. La scoperta segna la prima applicazione pratica di un fenomeno fisico
ipotizzato nel 1958 (che valse il Nobel per la fisica nel 1977). Lo studio,
finanziato dalla National Science Foundation, è stato condotto da Arash Mafi e
Salman Karbasi ed è comparso sulla rivista Optics Letters.
Il fenomeno fisico di cui si parla nell’articolo è
stato per la prima volta descritto dal premio Nobel Philiph W. Anderson: si
tratta di una particolarità insita nei conduttori elettrici, in base alla quale
possono diventare isolanti. Più in dettaglio, la normale diffusione delle
onde viene inibita dalla presenza di un forte disordine che le “spinge” e
“confina” in una zona abbastanza limitata del sistema (il comportamento è stato
osservato non solo nelle onde elettromagnetiche, ma anche negli elettroni, nelle
onde di spin, etc.). Le conseguenze di questa asimmetria nella diffusione sono
molte (alcune non ancora del tutto note).
Con Localizzazione di Anderson si indica questo curioso contenimento
degli elettroni all’interno di un mezzo altamente disordinato. Arash Mafi e
Salman Karbasi, utilizzandolo per creare una fibra ottica con un meccanismo di
scattering della luce molto forte, capace di intrappolare ogni raggio mentre
attraversa la fibra, sono riusciti a trasmettere dati attraverso fibre ottiche
convenzionali, in cui soltanto un canale spaziale di luce attraversa la
fibra.“Queste fibre a canale singolo, tuttavia, stanno rapidamente raggiungendo il limite della loro capacità di portare informazioni”, spiega Arash Mafi. Una soluzione ci sarebbe: sfruttare la possibilità di trasmettere un numero maggiore di raggi ottici all’interno di una singola fibra, ma è sempre stato un risultato mai raggiunto – almeno fino ad ora. I due ricercatori hanno progettato una fibra ottica che consiste in due materiali a distribuzione randomizzata, che spargono fotoni. L’interno disordinato della fibra consente al raggio di luce che la attraversa di bloccarsi lateralmente; la luce in uscita può seguire più direzioni di propagazione. Ciò significa che la fibra è progettata in modo da fornire più luoghi fisici in cui la luce si può propagare.
Lo studio dimostra che esiste un nuovo modo per aumentare la quantità di informazioni che possono viaggiare in una fibra ottica, ed è significativo per due motivi: da un lato pavimenta la strada ad ulteriori approfondimenti sulle caratteristiche della Localizzazione di Anderson. Dall’altro, le possibili applicazioni tecniche sono numerose: dai sistemi di imaging bio-medica all’ottica quantistica.
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