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La fibra ottica potrebbe non essere più l'unica soluzione per avere connessioni Internet ad altissima velocità. Un team di ricerca internazionale, guidato da Martin Lavery, capo del progetto di Structured Photonics della University of Glasgow, ha messo a punto un sistema di trasferimento dati senza fili che potrebbe garantire velocità connessione analoghe, se non superiori, a quelle della già citata fibra. Il tutto senza che ci sia bisogno di scavi stradali (e relative autorizzazioni) o di costruire altre infrastrutture necessarie, invece, ai sistemi di comunicazione via cavo.
Gli scienziati, in particolare, hanno concentrato le loro ricerche sulla cosiddetta luce "piegata", un fenomeno fisico che coinvolge ologrammi smart e fasci di fotoni (le particelle che compongono la luce) e consente di aumentare la banda di trasmissione a disposizione e, di conseguenza, la velocità di connessione.
Che cos'è e come si forma la luce piegata
Un risultato che gli scienziati scozzesi, in collaborazione con studiosi del Max Planck Institute for the Science of Light and Institute of Optics e le Università di Otago, Ottawa e Rochester, hanno ottenuto aggiungendo un po' di "effetto" ai fotoni, così da renderli in grado di trasportare un ulteriore livello di informazioni. Una sorta di trucchetto fisico frutto del passaggio del fascio di luce attraverso un particolare ologramma (simile a quello presente sulle carte di credito) che consente di "torcere" la luce a piacimento, aggiungendo ai fotoni un preciso momento angolare ottico.
I vantaggi della luce piegata
Come accennato, rispetto a un normale fascio luminoso, la luce "trattata" con lo speciale ologramma (e quindi piegata) è, come detto, in grado di trasportare una maggiore quantità di informazioni. Il fotone dotato di momento angolare ottico modulabile può infatti trasferire informazioni aggiuntive, sfruttando proprio questa sua caratteristica. Il "trucco" sta nell'impostare un certo valore del momento angolare ottico in emissione e misurarlo poi in ricezione.
Mentre l'applicazione della modulazione del momento angolare sui fotoni passanti attraverso cavi di fibra ottica non pone particolari problemi di implementazione, lo stesso non può dirsi, però, in caso di trasmissioni wireless. Il momento angolare ottico, infatti, può essere influenzato da agenti esterni come ad esempio variazioni della pressione dell'aria causata da turbolenze atmosferiche: in tal caso i dati trasportati dalla luce piegata verrebbero irrimediabilmente corrotti e resi inutilizzabili.
Gli esperimenti "all'aria aperta" sulla luce piegata
Per valutare possibili interferenze ed elementi di disturbo, gli scienziati scozzesi hanno creato una sorta di "laboratorio all'aria aperta" sopra Erlangen, piccolo centro abitato della Baviera. Qui sono stati sistemati un trasmettitore, il cui scopo era di "sparare" fasci di luce piegata, e a circa 2 chilometri di distanza un ricevitore, che doveva captare il segnale luminoso e inviarlo a dei dispositivi creati appositamente per analizzarne la "composizione".
Il fascio di luce è stato fatto passare vicino a tetti e terrazze, su parchi pubblici e strade. Ciò ha permesso di osservare praticamente i fenomeni e gli effetti delle alterazioni teorizzate in precedenza, facendo anche sorgere problematiche del tutto nuove e, per alcuni versi, inattese.
Nuove sfide
L'atmosfera turbolenta del centro cittadino ha messo in evidenza come i fasci di luce piegata siano effettivamente molto influenzati dalle condizioni atmosferiche, in special modo se utilizzati per telecomunicazioni wireless a elevata velocità di connessione. Gli esperimenti, sottolineano gli scienziati di tutti i centri di ricerca coinvolti, sono stati comunque positivi, dal momento che hanno permesso di individuare nuove strade da percorrere per sviluppare un sistema di comunicazione wireless "a luce piegata" affidabile anche in condizioni di utilizzo reale. Una combinazione di tecniche di calcolo e correzione preventiva degli errori e di ottimizzazione dei segnali sembrano essere in questo momento le soluzioni più promettenti. La strada da percorrere, comunque, è ancora molto lunga e dovrà passare del tempo prima di riuscire a correggere tutte le imperfezioni riscontrate.
