Controllare la luce laser per le comunicazioni e la raccolta dati

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Luce rotante può essere controllata per nuovi modi di comunicare e raccogliere dati. Controllare la luce per creare nuovi metodi per comunicare o raccogliere dati: è la ricerca cui stanno lavorando alcuni scienziati della Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) dell’Office of Naval Research.

I ricercatori si stanno sforzando di controllare il cosiddetto “momento angolare orbitale” in modo da poter ruotare o manipolare la luce in specifiche direzioni, anche invertendo il modo in cui gira da senso orario in senso antiorario, o viceversa, mentre si sposta da un punto all’altro.

La luce rotante può spostare a sua volta minuscoli frammenti di materia, tra cui le molecole d’acqua.  Queste ultime possono essere usate per creare una sorta di nebbia oppure dell’acqua torbida. Manipolare queste proprietà nello spazio e nel tempo potrebbe aprire nuovi metodi, ad esempio, per contrastare la turbolenza termica, quel fenomeno che fa sembrare che le onde si alzino da una strada asfaltata durante una giornata calda e afosa. Tuttavia le possibilità, manipolando la luce in questo modo, sono molteplici.

I ricercatori stanno usando un tunnel di 20 metri per condurre i loro esperimenti in laboratorio (credito: Duke Energy Innovation Center)
I ricercatori stanno usando un tunnel di 20 metri per condurre i loro esperimenti in laboratorio (credito: Duke Energy Innovation Center)

Sarebbe possibile, per esempio, inviare degli impulsi di luce tramite vari canali per comunicare in modo simile a come si fa con la fibra ottica che trasporta le informazioni solo in questo caso non esisterebbe cavo.

E gli stessi canali potrebbero essere usati anche solo per raccogliere dati tramite la tecnica del “rilevamento”. Ad esempio i fasci di luce rotanti potrebbero essere proiettati da un satellite verso l’oceano per tenere sotto controllo i suoi livelli di temperatura o le correnti dell’acqua.

“Prima di tutto, dobbiamo capire cosa sta succedendo a livello fondamentale”, spiega Eric Johnson, ricercatore della Clemson University che guida il team di studio composto da ricercatori provenienti da sei Università. “È come se avessimo queste manopole per il controllo che non abbiamo mai avuto prima e vogliamo sapere cosa possiamo fare con loro. Non li comprendiamo abbastanza bene per dire quali potrebbero essere i limiti o come possiamo sfruttare ulteriormente le possibilità. Questa ricerca ci permetterà di farlo. Alla fine, avremo quella comprensione fondamentale e sapremo dove possiamo portarla a livello di applicazione”.

Proprio per questo i ricercatori stanno usando un tunnel speciale di 20 metri per bloccare il flusso d’aria, cosa che protegge i ricercatori dal raggio laser, e generare un’atmosfera turbolenta per il passaggio della luce per condurre, sostanzialmente, esperimenti controllati in laboratorio che sarebbero impossibili da eseguire al di fuori di un ambiente del genere.

Approfondimenti:
Spinning light could lead to new ways of communicating and gathering data | Clemson University News and Stories, South Carolina (IA)

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