تعتمد الحياة الحديثة بشكل كبير على تشفير المعلومات في مركبات التوصيل. إحدى الطرق الشائعة هي استخدام الليزر لتشفير البيانات ثم إرسالها عبر كابلات الألياف الضوئية.
اكتشف فريق بحث من قسم الفيزياء التطبيقية بجامعة آلتو في فنلندا طريقة جديدة لإنشاء أعاصير ضوئية صغيرة - يسميها العلماء دوامات - يمكن استخدامها لنقل المعلومات. تعتمد هذه الطريقة على معالجة الجسيمات النانوية المعدنية التي تتفاعل مع المجال الكهربائي. يستغل نهج التصميم هذا هندسة أشباه البلورات. يمثل هذا الاكتشاف تقدمًا كبيرًا في الفيزياء ويمكن أن يؤدي إلى طرق جديدة تمامًا لنقل المعلومات.
لقد ربطت أبحاث الفيزياء السابقة تناظر هياكل الدوامة بأنواع الدوامات. على سبيل المثال، إذا تم ترتيب الجسيمات النانوية في مربع، فإن الضوء الناتج سيكون له دوامة واحدة؛ سيخلق الشكل السداسي دوامات مزدوجة، وهكذا. تتطلب الدوامات الأكثر تعقيدًا مثمنًا على الأقل.
الآن، اكتشف فريق بحث طريقة لإنشاء أشكال هندسية تدعم نظريًا أي نوع من الدوامات.
في دراستهم، تلاعب الفريق بـ 100.000 جزيئة معدنية نانوية، كل منها يبلغ حجمه حوالي 100% من حجم شعرة الإنسان، لإنشاء تصميمهم الفريد. مفتاح هذا النهج هو العثور على الموقع الذي يكون فيه تفاعل الجسيم مع المجال الكهربائي المطلوب في حده الأدنى، وليس حيث يكون الحد الأقصى.
يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام ثروة من الأبحاث المستقبلية في مجال أبحاث الطوبولوجيا الضوئية النشط للغاية. كما أنه يمثل المراحل الأولى لطريقة نقل قوية في المناطق التي يتطلب فيها الضوء نقل المعلومات المشفرة، مثل الاتصالات.
ويوضح الباحثون أنه يمكننا نقل هذه الدوامات عبر كابلات الألياف الضوئية وفتحها في وجهتها. سيسمح لنا ذلك بتخزين المعلومات في مساحة أصغر ونقل المزيد من المعلومات مرة واحدة. تشير التقديرات المتفائلة إلى أن هذه الطريقة يمكن أن تحقق ما بين 8 إلى 16 ضعف كمية المعلومات المنقولة بواسطة الألياف الضوئية الحالية.