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Comportamento da luz amplia alternativas para internet

Artigo da Science mostra o desempenho de diferentes formas de feixes de luz 

Überraschungsbilder/Commons
Luz curva poderia criar uma nova camada de tráfego na super estrada de informação.
Por Maggie McKee e Revista Nature

Uma nova pesquisa publicada em 27 de junho, na Science, sugere que feixes de luz torcidos podem aumentar a capacidade de transporte de tráfego da Internet, adicionando eficazmente novos níveis a essa super-estrada de informação.

O tráfego na Internet está crescendo exponencialmente, e pesquisadores procuraram maneiras de espremer mais informações para dentro dos cabos de fibra ótica que as carregam. Um método bem sucedido usado nos últimos 20 anos essencialmente adicionava mais pistas, usando diferentes cores, ou comprimentos de onda, para diferentes sinais. Mas, para compensar as pistas adicionais, cada  uma delas tinha que se tornar mais estreita. Então, assim como acontece com uma estrada real, o espaçamento só poderia atingir certas dimensões antes de os feixes de dados começarem a se misturar. 

Nos últimos anos, grupos diferentes de pesquisadores tentataram codificar informações na forma de feixes de luz para aliviar o engarrafamento, usando uma propriedade da luz chamada de momento angular orbital. Atualmente, um feixe reto de luz é usado para transmitir sinais na Internet, mas certos filtros podem torcê-lo até ele começar a girar por aí enquanto viaja, com níveis variados de curvatura.

Experimentos anteriores usando esse efeito descobriram que feixes de luz com formas diferentes tendem a se misturar após viajarem menos de um metro.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Boston University em Massachusetts, e da University of Southern California em Los Angeles, descobriu uma maneira de manter os diferentes feixes de luz separados por 1,1 quilômetro – um recorde.

Os pesquisadores projetaram um cabo de vidro com 1,1 quilômetro de comprimento, e com uma seção transversal dotada de um índice de refração variável – uma medida que descreve a velocidade com que a luz consegue viajar em um meio específico. Eles então enviaram tanto os feixes curvos de luz quanto os retos pelo cabo. 

A equipe descobriu que a luz de saída era igual à luz de entrada – os feixes de formas diferentes não estavam se misturando. O índice variável de refração aparentemente afetava cada forma de luz de maneira única, para que cada uma das formas diferentes se movesse com velocidades diferentes pelo cabo. “Isso significava que eu podia mantê-los separados” declarou Siddharth Ramachandran, engenheiro elétrico e líder da equipe da Boston University. 

Melhorando a infraestrutura

O trabalho publicado dia 27 usou versões em sentido horário e anti-horário da luz torcida com uma curvatura específica mas, de acordo com Ramachandran, desde então a equipe já realizou outras pesquisas sugerindo que aproximadamente 10 formatos diferentes de feixes podem ser usados para transmitir informações.

Isso é empolgante porque cada formato tem o potencial de agir como um nível completamente novo de tráfego na super-estrada de informações. Em cada nível, correntes de dados poderiam ser divididas novamente em pistas estreitas de cor, maximizando o fluxo. “Nós mostramos um novo grau de liberdade em que poderíamos transmitir informações”, explica Ramachandran.

Mas traduzir o trabalho do laboratório para o mundo real levará tempo, em parte porque os atuais cabos de Internet só transportam feixes retos de luz. Um objetivo mais imediato, conta Ramachandran, pode ser o de instalar cabos que são capazes de carregar a luz curva nas curtas distâncias entre servidores em gigantescas ‘server farms’ [fazendas de servidores], usadas por grandes empresas da Web, como o Facebook.

Miles Padgett, físico ótico da University of Glasgow, no Reino Unido, está impressionado com o trabalho e otimista em relação a seu potencial. “Algum dia, uma banda mais significará que todos podemos usar o Skype ao mesmo tempo”, conclui ele. 

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 27 de junho de 2013.

sciam2jun2013