MADRID, 12 Nov. (EUROPA PRESS) -
Un grupo de investigadores austríacos ha conseguido enviar haces retorcidos de luz a través de los tejados de Viena. Una imagen de Mozart recorrió una distancia record mediante este sistema.
Es la primera vez que luz torsionada ha sido transmitida a través de una gran distancia al aire libre, y podría permitir a los investigadores tomar ventaja de la capacidad de soporte de datos significativa de la luz, tanto en la comunicación clásica como en la modalidad cuántica. Los resultados del experimento del Institute of Physics y de la Sociedad Alemana de Física se publican en el New Journal of Physics.
Investigaciones previas han demostrado que si un rayo de un color determinado, o longitud de onda, de la luz se retuerce en forma de sacacorchos, el número de canales que pueden transmitir datos puede aumentar drásticamente. En lugar de utilizar una longitud de onda de la luz como un canal de comunicación, la luz se puede teóricamente retorcer con un número infinito de vueltas, y cada configuración actúa como un único canal de comunicación.
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Esta característica de torsión, conocida como momento angular orbital (OAM), ha sido explotada por los investigadores anteriormente, con experimentos que permitieron transmitir 2.5 terabits de datos por segundo - la capacidad de carga de más de 66 DVDs-- a través de una fibra óptica.
CON UN RAYO LÁSER VERDE
Sin embargo, las fibras ópticas no siempre son adecuados, o están disponible, para ciertos tipos de comunicación en que se utiliza la luz - como las comunicaciones por satélite -, por lo que los investigadores han estado tratando de enviar luz retorcida por el espacio libre y al mismo tiempo evitar perturbaciones de la turbulencia del aire. Hasta ahora, esto sólo se había logrado en pequeñas distancias en el laboratorio.
En el estudio actual, los investigadores, de la Universidad de Viena y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica, utilizaron un rayo láser verde para enviar la luz a través de una lente de trenzado en la parte superior de una torre de radar en el Instituto Central de Meteorología y Geodinámica en Viena.
Los investigadores enviaron 16 diferentes configuraciones retorcidas de una longitud de onda específica de la luz a un receptor a 3 kilómetros de la Universidad de Viena. Una cámara se utilizó para capturar los rayos de luz y una red neuronal artificial se desplegó para revelar el patrón y eliminar cualquier posible distorsión que pudiera haber sido causadas por la turbulencia del aire.
Después de distinguir y caracterizar los 16 patrones diferentes, los investigadores codficiaron la luz con verdaderas imágenes, en escala de grises, de Wolfgang-Amadeus Mozart, Ludwig Boltzmann y Erwin Schrödinger.
El coautor del estudio Mario Krenn dijo: "Hemos demostrado por primera vez que la información puede ser codificada en luz retorcida y se envía a través de un enlace a 3 kilometros de enlace dentro de la ciudad, con fuertes turbulencias".
"El OAM de la luz es teóricamente ilimitado, lo que significa que uno tiene, en teoría, una cantidad ilimitada de diferentes estados distinguibles en los que la luz puede ser codificada. Se prevé que este grado de libertad adicional podría aumentar significativamente las tasas de datos en la comunicación-clásica".
CLAVES SECRETAS CUÁNTICAS
Krenn y sus co-autores también creen que el OAM de la luz puede ser utilizado en experimentos de comunicación cuántica, por el que una clave secreta haga que una serie polarizada de fotones - partículas individuales de luz - se transmita para proteger los datos. Las leyes de la física dictan que cualquier intento por parte de un espía para interceptar la clave y tratar de medir la "vuelta" de los fotones alterará inherentemente el giro y así destruir la clave secreta.
Este tipo de comunicación cuántica, posteriormente, ha sido etiquetada como "irrompible" y Krenn cree que el uso de la OAM de la luz puede hacer que las claves secretas sean incluso más impenetrables.
@CIENCIAPLUS
