La vida moderna depende en gran medida de la codificación de información en vehículos de reparto. Un método común es utilizar láseres para codificar los datos y luego enviarlos a través de cables de fibra óptica. Necesitamos buscar continuamente mejores formas de codificar la demanda cada vez mayor de capacidad de información.

Un equipo de investigación del Departamento de Física Aplicada de la Universidad Aalto en Finlandia ha descubierto una nueva forma de crear pequeños huracanes de luz (los científicos los llaman vórtices) que pueden utilizarse para transportar información. El método se basa en la manipulación de nanopartículas metálicas que interactúan con un campo eléctrico. Este enfoque de diseño explota la geometría de los cuasicristales. El descubrimiento marca un avance importante en la física y podría conducir a formas completamente nuevas de transmitir información.

Investigaciones físicas anteriores han vinculado la simetría de las estructuras de los vórtices con los tipos de vórtices. Por ejemplo, si las partículas a nanoescala se disponen en un cuadrado, la luz resultante tendrá un único vórtice; un hexágono creará vórtices dobles, y así sucesivamente. Los remolinos más complejos requieren al menos un octágono.

Ahora, un equipo de investigación ha descubierto una forma de crear geometrías que teóricamente soportan cualquier tipo de vórtice.

En su estudio, el equipo manipuló 100.000 nanopartículas metálicas, cada una de aproximadamente una centésima parte del tamaño de un cabello humano, para crear su diseño único. La clave de este enfoque es encontrar el lugar donde la interacción de la partícula con el campo eléctrico deseado sea mínima, no donde sea máxima.

Este descubrimiento abre una gran cantidad de investigaciones futuras en el muy activo campo de la investigación de topología óptica. También representa las primeras etapas de un poderoso método de transmisión en áreas donde se requiere luz para transmitir información codificada, como las telecomunicaciones.

Los investigadores explican que podemos transmitir estos vórtices a través de cables de fibra óptica y abrirlos en su destino. Esto nos permitirá almacenar información en un espacio más pequeño y transmitir más información a la vez. Las estimaciones optimistas son que este método puede alcanzar de 8 a 16 veces la cantidad de información transmitida por la fibra óptica actual.

El grupo utilizó la infraestructura de investigación nano de Ota para tecnologías nano, micro y cuánticas en su investigación pionera.Los resultados de la investigación se publicaron en Nature Communications a principios de noviembre: https://www.nature.com/articles/s41467-024-53952-5