Torcendo a luz por uma internet mais rápida

Balas são mais velozes quando são lançadas através de um cilindro com ranhuras espirais e líquidos se movem mais rápido quando passam através de um tubo com espiras. Dá pra fazer o mesmo com dados transmitidos por fibra ótica? Uma equipe de pesquisadores descobriu que sim, é possível. E isso permitiria velocidades de até 2,5 terabits por segundo (tbps).

Antes de sair por aí torcendo cabos transmissores de luz para acelerar sua conexão, é bom saber que o processo descoberto não envolve mudanças físicas. Ao contrário das balas ou dos líquidos, é preciso modificar a forma como a própria luz viaja e não o meio por onde ela passa. Segundo o Geeks are Sexy,

A técnica envolve o controle do movimento de ondas luminosas de duas formas diferentes: através do momentum angular do spin (que já é controlado em transmissões de ondas de rádio) e do momentum orbital angular (que ainda não havia sido controlada).

A analogia mais popular é que antes éramos capazes de controlar a forma como a Terra gira sobre seu eixo e agora temos a habilidade para controlar o modo como ela gira ao redor do Sol. Outra maneira de representar isso seria com parafusos: antes só podíamos controlar o lado para o qual podemos girá-los, enquanto agora nós podemos variar a rosca e assim controlar o quanto podemos girá-los.

Em outras palavras, é a luz que precisa ser retorcida. O controle simultâneo de ambos os momentums momenta da luz já havia sido teoricamente demonstrado por cientistas italianos e suecos em março deste ano. Os pesquisadores da University of Southern California, Nasa Jet Propulsion Laboratory e da Universidade de Tel Aviv comprovaram a teoria com experimentos. Os resultados foram publicados em um paper na última edição da Nature Photonics.

Na experiência, os pesquisadores americanos e israelenses criaram um emissor que junta oito feixes de luz em um só, com quatro “retorcidos” juntos no centro e os outro quatro em volta do centro, como em um anel. Na recepção, esse feixe múltiplo e retorcido é desfeito e, depois disso, os dados podem ser extraídos dos oito feixes originais. Como há oito feixes no lugar de um e sobra espaço no cabo, isso permite velocidades de até 2,5 tbps.

Atualmente, para multiplicar a capacidade de transmissão, usam-se feixes de luz com cores diferentes. No futuro, pode ser possível usar luz da mesma cor, mas com momentos orbitais angulares distintos.

Como não podia deixar de ser, há um porém. O experimento foi feito com um cabo de apenas um metro de comprimento e há evidências de que o efeito seria limitado a longas distâncias. A técnica só funcionaria em transmissões de um quilômetro ou menos. Mas o sonho de baixar bluerays em segundos ainda não está perdido. Segundo o professor Allan Willner, essa limitação não existiria no espaço, o que significa que a técnica recém-descoberta ainda pode ser usada em transmissões entre satélites.

Referência

Jian Wang et. al. Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing. Nature Photonics 6, 488–496 (2012) doi:10.1038/nphoton.2012.138