เมื่อคุณโทรออกหรือเรียกดูอินเทอร์เน็ตโอกาสการสื่อสารจำนวนมากเกิดขึ้นผ่านลิงก์ใยแก้วนำแสงที่ส่งผ่านหลายพันล้านบิตทุกวินาที
การทดลองล่าสุดแสดงให้เห็นว่าอาจเป็นไปได้ที่จะ "บิด"คลื่นแสงยัดเยียดข้อมูลเพิ่มเติมมากกว่าที่เคยเป็นมาและส่งสัญญาณไปยังระยะทางที่ใช้งานได้จริง ในกรณีนี้นักฟิสิกส์ใช้แสงเลเซอร์บิดเพื่อส่งข้อความ "Hello World" ระหว่างสองเกาะ -9 ความลึกลับที่ยังไม่ได้แก้ไขมากที่สุดในฟิสิกส์-
โฟตอนบิด
คลื่นแสงถูกใช้ในการสื่อสารตลอดเวลา วิทยุคือรูปแบบของแสงเช่นเดียวกับเลเซอร์ที่พบได้ทั่วไปในไฟเบอร์ออปติก ในการรับข้อมูลเข้าและออกเราสามารถใช้แอมพลิจูดของคลื่น (เช่นใน AM Radio) ความถี่ของคลื่น (ใช้ในวิทยุ FM) และแม้แต่เฟสและโพลาไรเซชัน (ใช้ในไฟเบอร์ออปติกพร้อมกับสองคนแรก)
ความจริงที่ว่าเราสามารถใช้คุณสมบัติเพียงสี่อย่างหรือระดับความเป็นอิสระที่เรียกว่าเพื่อเข้ารหัสข้อมูลในการ จำกัด คลื่นแสงเดียวที่สามารถสื่อสารได้ผ่านโฟตอน ทีมงานนานาชาติจากมหาวิทยาลัยเวียนนาต้องการดูว่าพวกเขาสามารถเข้ารหัสข้อมูลไปสู่คุณสมบัติอื่นได้หรือไม่โมเมนตัมเชิงมุมของคลื่นแสงและส่งไปไกลพอที่จะเป็นประโยชน์ - ในกรณีนี้ประมาณ 88 ไมล์ (142 กิโลเมตร) ระหว่างหอสังเกตการณ์สองแห่งในหมู่เกาะคานารี
ตอบโต้ได้ง่ายตามที่ฟังแสงมีโมเมนตัมเชิงมุม- นี่เป็นเพราะโฟตอนแพร่กระจายจริงๆแล้วมัน "บิด"และทำให้การปฏิวัติจำนวนหนึ่ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักฟิสิกส์ได้พบวิธีที่จะเพิ่มจำนวนการบิดเหล่านั้นเปลี่ยนโมเมนตัมเชิงมุมของแสง
"เมื่อเราทำระดับอิสระเพิ่มเติมคุณสามารถใช้ช่องทางเดียวกัน [ในกรณีนี้ความยาวคลื่นของแสง] และเพิ่มจำนวนข้อมูลโดยปัจจัยของ N" Mario Krenn นักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเวียนนา ในกรณีนี้ "n" คือจำนวน "โหมด" ในโมเมนตัมเชิงมุมของแสง โหมดเป็นทวีคูณจำนวนเต็มของการวัดโมเมนตัมเชิงมุม ตัวอย่างเช่นการส่งสัญญาณที่มีห้าโหมดและ 10 ช่องจะมีความสามารถในการส่งข้อมูลห้าเท่าเท่าที่จะทำได้ 10 ช่องทางเดิม
การเดินทางเบา ๆ
โดยปกติถ้ามีใครดูแสงเลเซอร์ในการทดลอง THS ที่กระทบหน้าจอเปล่ามันจะปรากฏเป็นแหวน การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อเพิ่มการวัดโมเมนตัมเชิงมุมบนสัญญาณแสงสร้างรูปแบบที่แตกต่างที่สามารถถอดรหัสได้ นักวิจัยใช้วิธีนี้เพื่อสร้างรูปแบบแสงที่ส่งผลให้ข้อความ "Hello World"
การเข้ารหัสข้อมูลเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการทดลองเท่านั้น ขั้นตอนต่อไปคือการส่งข้อมูลระยะไกลห่างออกไป. ก่อนหน้านี้คนส่วนใหญ่ในสนามโฟโตนิกไม่คิดว่าข้อความจะถูกส่งผ่านชั้นบรรยากาศได้ดี Krenn กล่าว นั่นเป็นเพราะพวกเขาสันนิษฐานว่าโมเมนตัมเชิงมุมมีความไวต่อดัชนีการหักเหของแสงสิ่งที่เปลี่ยนแปลงด้วยความดันอากาศหรือความชื้น
พวกเขาผิด เมื่อทีมยิงลำแสงเลเซอร์สีเขียวระหว่างหอสังเกตการณ์สองแห่งบนเกาะของ La Palma และ Tenerife ผู้รับยังสามารถรับสัญญาณได้ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมเชิงมุมทีมได้ให้แสงบิด “ เรารู้สึกประหลาดใจจริง ๆ ที่ได้รับบางสิ่งบางอย่างมากกว่า 3 กิโลเมตร” Krenn กล่าว
ทำไมมันถึงใช้งานไม่ได้เล็กน้อย อาจเป็นไปได้ว่าสมมติฐานเกี่ยวกับจำนวนอากาศรบกวนการวัดประเภทนี้ไม่ถูกต้อง
ด้วยความสำเร็จนี้การทดลองเปิดทางสำหรับการทำงานเพิ่มเติมที่สามารถใช้ในการสื่อสารในที่สุด Krenn กล่าวว่าผู้ส่งและผู้รับค่อนข้างง่ายและนอกชั้นวาง การยกของการคำนวณหนักกำลังประมวลผลสัญญาณ แต่ก็ใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่สวมใส่ได้ดีเช่นกัน “ เราต้องการลดความซับซ้อน” เขากล่าว
ที่ผลลัพธ์ถูกเผยแพร่ในการศึกษาสองครั้งในวารสารฉบับที่ 15 พ.ย.การดำเนินการของ National Academy of Sciences-
บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
