Okei, mutta mitä ihmettä on sateenkaari sirulla?

Kuvittele riisinjyvä. Nyt kuvittele, että sen pienen sirun sisällä on täysin järjestetty sateenkaari valoa — paitsi ettet voi oikeastaan nähdä sitä, koska se toimii taajuuksilla, jotka silmämme eivät havaitse. Hieman erikoista? Toki. Tajunnanräjäyttävää? Ehdottomasti.

Tämä on se, mitä Loughborough'n yliopiston fyysikot ovat saaneet aikaan, ja se on oikeasti iso juttu.

Tutkijaryhmä on rakentanut järjestelmän, joka luo sarjan tarkasti sijoitettuja valotaajuuksia eli "sateenkaaren" käyttämällä laitetta nimeltä mikrokampa. Ajattele sitä joukkona äärimmäisen tarkkoja virityshaarukoita valolle — jokainen taajuus on juuri siellä missä pitääkin, käytännössä ilman poikkeamia.

Miksi sinun pitäisi välittää 6G:stä?

Tässä kohtaa asia alkaa kiinnostaa tavallisia tallaajia.

Elämme maailmassa, joka on pohjimmiltaan aina nälkäinen datalle. 4K-elokuvien suoratoisto, videopuhelut, nettipelaaminen, älykodit — kaikki kuluttavat kaistaa kuin ei olisi huomista. Nykyiset 5G-verkot ovat hyvät, mutta insinöörit ajattelevat jo eteenpäin: mitä tulee seuraavaksi? 6G.

Ongelma? 6G:tä varten tarvittavien signaalien luominen vaatii äärimmäistä tarkkuutta ja vakautta. Siinä kohtaa tämä sateenkaarisiru astuu kuvaan.

"Maailma tarvitsee yhä enemmän dataa", selitti tohtori Luke Peters Loughborough'n Emergent Photonics -tutkimuskeskuksesta. "Haluamme lähettää ja vastaanottaa enemmän tietoa, nopeammin ja korkeammalla tarkkuudella, ja millimetriaallot voivat auttaa tarjoamaan kapasiteettia tähän."

Millimetriaallot ovat korkeataajuuksisia sähkömagneettisia signaaleja, jotka voivat kantaa huomattavasti enemmän dataa kuin mitä parhaillaan käytämme. Hienous? Niiden saaminen riittävän vakaiksi todelliseen käyttöön on ollut hankalaa.

Ehkä tähän asti.

Salaisuus: Kuitusilmukka ja nokkela suunnittelu

Tässä tutkimuksessa on todella hienoa se, miten se toimii. Perinteiset mikrokampajärjestelmät suuntaavat laservalon pieneen sirurakenteeseen, joka vangitsee ja kiertää valoa. Yksinkertaista, mutta ei aivan tarpeeksi vakaata vakaviin sovelluksiin.

Loughborough'n tiimin innovaatio? He yhdistivät pienen sirunsa paljon suurempaan optisen kuidun silmukkaan. Laservalo kulkee jatkuvasti molempien osien läpi, mikä auttaa järjestelmää muodostamaan ja ylläpitämään näitä tarkkoja optisia tiloja.

"Olemme käytännössä luoneet äärimmäisen tarkan ja vakaa 'sateenkaaren sirulle', jossa silmukka pitää valon jatkuvasti syötettynä sirun läpi, mahdollistaen näiden tilojen rakentumisen tehokkaasti, käynnistymisen itsestään ja pysymisen vakaina silloinkin, kun järjestelmää häiritään", tohtori Peters kuvasi.

Ja hei — tutkijat ovat kirjaimellisesti hyppineet järjestelmän vieressä testatakseen sen vakautta. Mikrokampa ei hievahdellutkaan. Taitavaa insinöörityötä, ihmiset.

Enemmän kuin nopeammat lataukset

Nyt päästään siihen, missä nörttiaivoni todella syttyy.

Tämä teknologia ei ole vain Netflixin katsomista 8K:na ilman puskurointia (vaikka se olisi mukavaa). Sama tarkkuus, joka tekee tästä hyödyllisen viestinnälle, voisi myös mullistaa:

• ** tutkan — parantaa havaitsemiskykyä
• **spektroskopian — auttaa tutkijoita analysoimaan aineita molekyylitasolla
• ** tähtitiedettä — mahdollistaa tarkemmat mittaukset universumista
• **kvanttiteknologiat — tarjoaa kvanttitietokoneiden kipeästi tarvitseman äärimmäisen ajoituksen tarkkuuden

"Tarkka ajoitus on tulevaisuuden kvanttiteknologioiden ytimessä, missä äärimmäinen tarkkuus on vaatimus", tohtori Peters huomautti.

Se on oikeasti aika hurjaa, kun pysähtyy ajattelemaan — sama perusteknologia voisi samanaikaisesti voimistaa tulevaisuuden puhelintasi ja auttaa tutkijoita rakentamaan seuraavan sukupolven kvanttitietokoneita.

Matka edessä

Ennen kuin alamme kaikki odottaa sateenkaari-internetiä, on syytä laskeutua maan pinnalle. Nykyinen järjestelmä, vaikka lupaava, tarvitsee vielä työtä.

Tällä hetkellä ydinprosessori on toki pieni (noin riisinjyvän kokoinen, kuten luvattu), mutta koko kokeellinen asennus vie laboratoriopöydän. Tutkijat työskentelevät aktiivisesti sen parissa, että kaiken saisi kutistettua käytännöllisiin mittoihin.

Silti tämä tuntuu yhdeltä niistä perustavanlaatuisista läpimurroista, jotka voivat johtaa isoihin asioihin. Tiimi on osoittanut pystyvänsä hallitsemaan yksittäisiä taajuuksia sateenkaaressaan, vahvistamaan tai heikentämään tiettyjä värejä sovelluksen mukaan. Se on juuri sellaista joustavuutta, jota insinöörit tarvitsevat todellisten järjestelmien rakentamiseen.

Joskus tiede etenee pienin, asteittaisin askelin. Toisinaan joku laittaa sateenkaaren sirulle ja tulevaisuus tuntuu vähän lähempänä.

Pidän silmällä tätä juttua.

Lähde: ScienceDaily