Les noves investigacions mostren que els polsos làser ultra ràpids poden crear estructures giratòries semblants a anells de fum que, quan es connecten entre si, poden transportar i transmetre informació simple d'imatge. Aquest descobriment aporta noves possibilitats al camp de les comunicacions òptiques i la transmissió d'informació.
En el passat, els vòrtexs només s'observaven a l'aigua i l'aire, però un equip d'investigació dirigit per Howard Milchberg a la Universitat de Maryland va trobar que també es poden formar estructures de vòrtex similars en raigs de llum, coneguts com a anells de vòrtex. En aquesta estructura, les partícules lleugeres (o fotons) es retorcen i giren com partícules d'aire en un anell de fum.
Milchberg va assenyalar que amb la creixent popularitat de la tecnologia per crear vòrtexs a la llum, les perspectives d'aplicació d'aquesta estructura són molt àmplies. "Aquest camp s'està desenvolupant ràpidament i s'estan explorant nous usos d'aquestes estructures en òptica. Entre ells, la capacitat de transport d'informació és un aspecte que preocupa especialment".
Per realitzar l'anell de vòrtex làser, l'equip d'investigació va donar amb èxit al pols làser una forma de donut i les característiques de rotació d'un anell de fum ajustant amb precisió la intensitat i la fase de la llum.
La llum és una ona electromagnètica la fase de la qual determina la posició de cada part de l'ona durant la seva oscil·lació. Com que aquests polsos làser duren menys d'una milionèsima part de segon, les formes i característiques desitjades només es poden crear si se'ls dóna un valor de fase específic en un moment concret.
Durant l'experiment, l'equip va utilitzar una sèrie de lents, cristalls estriats i un "modulador de llum espacial" similar a un petit projector per lliurar polsos làser. Quan els polsos travessen aquests dispositius i arriben al detector, prenen la forma d'una cadena d'anells de vòrtex, coneguts com a "cadenes de vòrtex de l'espai-temps". L'anell de vòrtex més gran que l'equip ha construït consta de 28 anells de vòrtex diferents.
A continuació, els investigadors van codificar la seva imatge de logotip en una cadena de propietats d'anell de vòrtex. Com a prova de principi, van transmetre amb èxit una imatge de 16.384 píxels mitjançant una cadena de 16 vòrtex. Tanmateix, preveuen que en possibles experiments futurs, una cadena que contingués 28 anells de vòrtex seria un mètode més eficient per transmetre grans quantitats d'informació en poc temps.
La creació de remolins semblants a donuts amb llum requereix un alt grau de precisió i atenció als detalls, diu Alan Willner, de la Universitat del Sud de Califòrnia. No obstant això, l'equip d'investigació ha proporcionat algunes directrius semblants a "receptes" que ajudaran a crear més tipus diferents d'estructures de vòrtex en el futur.
Actualment, grups de recerca d'arreu del món estan intentant dissenyar diverses llums estructurades interessants per explorar el seu potencial valor d'aplicació. En el futur, els científics aportaran més nous avenços en diferents llums estructurades.
