27/06/2012 - Transmisión de datos a través de la luz. 2,5 terabites por segundo

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Enviar en torno a 2,5 terabites de datos por segundo, el equivalente a la información almacenada en 66 DVDs, a través de la luz no es producto de la ciencia ficción.

El elemento de transporte de datos es una especie de espiral de luz resultante de una técnica consistente en manipular lo que se conoce como momento angular orbital de las ondas, y según publica la revista Nature Photonics, ya se ha conseguido.

Momento angular de la luz y Flujo de datos

El momento angular es una magnitud física importante en todas las teorías físicas de la mecánica, desde la mecánica clásica a la mecánica cuántica, pasando por la mecánica relativista.

Su importancia se debe a que está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. En el caso de la luz, la aplicación del momento angular es algo más complicado, aunque sí que nuestro planeta tiene cierta relación gracias a los "momentos angulares de giro" porque gira sobre su eje, y su momento angular orbital es cuando gira alrededor del Sol.

La luz tiene ambos tipos de momentos, pero el de giro es el más conocido, ya que se llama comúnmente polarización. Es la dirección en que la luz se mueve. Las gafas polarizadas y las gafas 3D funcionan dejando pasar una cierta polarización y no la otra.

En muchas aplicaciones para transportar datos mediante el uso de la luz, los datos se envían a través de las ondas codificando una polarización con un flujo de datos determinado y el otro con un flujo diferente, lo que permite el doble de información en el mismo ancho de banda.

Para este experimento de transmisión de datos se ha utilizado ocho rayos, cada uno en su propio "giro”, aunque se ha determinado que la forma más efectiva para conseguir el mismo efecto es mediante el momento angular orbital (OAM), creando algo parecido a un “tornillo enrollado por diversos hilos” u ondas de luz. (Este sistema de envío de datos ya ha sido probado con éxito por un equipo de científicos suecos e italianos, y sus resultados publicados en el New Journal of Physics.)

En la actualidad, gran parte del tráfico de datos por fibra óptica en el mundo está compuesto por distintos flujos de datos circulando en colores de luz diferentes, que luego se recomponen al color original en el punto de recepción llamado multiplexación.

Multiplexaciones OAM

Alan Willner y su equipo de la Universidad del Sur de California, junto con colegas del laboratorio de propulsión de la Nasa y la Universidad de Tel Aviv, creen que para que el OAM explote todo su potencial, se deberían desarrollar multiplexaciones con diferentes giros, y han demsoatrado cómo hacerlo. El equipo preparó dos dispositivos con cuatro rayos de luz cada uno, cada uno de los cuales con un determinado OAM, transportando su propio flujo de datos.

Los dos dispositivos se filtraron para tener distintas polarizaciones y se unificaron en un único rayo con cuatro flujos en el centro y cuatro flujos (con la forma de rosquilla) en el borde. En el punto de recepción, el proceso se deshizo y el rayo liberó los ocho flujos de datos, transportando así al destino final 2,5 terabites por segundo.

Estos ensayos han servido para transportar esa cantidad a una distancia bastante corta, tan solo un metro, ahora es necesario adaptar este concepto a las fibras ópticas y poder realizar el mismo transporte a distancias mucho más larga.

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