Os nós de materiais longos e flexíveis que decepcionam seus esforços para colocar sapatos nos pés ou sair da decoração de férias geralmente são feitos de nós devido a torcer e dobrar. Um cordão de luz não soa como nenhum elemento que possa fazer um nó.
Mas é.
Imagine que várias pedras foram jogadas em um lago de uma só vez. Em um certo estágio da superfície da água, os anéis de riple resultantes serão misturados para a formação de todos os padrões complexos. Agora imagine que cada anel é capaz de controlar o tamanho e a velocidade de cada anel. Com planos adequados, você pode obter esse ponto falso para formar formas complexas 3D de acordo com a demanda.
Nos últimos anos, os pesquisadores estão fazendo isso com luz. Com certos recursos, vários laser se sobrepõem ao feixe e os gerencia através de várias lentes, os tipos de intervenção podem formar um “nó óptico” fixo que pode se parecer com a complexa rede de anel de fumaça no ponto desejado do espaço.
Agora, os engenheiros da Universidade de Duke exibiram um tipo de faixa holográfica que divide um único feixe de laser em cinco vigas de base que produzem um nó óptico. Publicado em uma série de papéis Comunicação E Photonix ResearchA tarefa mostra que os nós ópticos podem ser usados como um método confiável para transmitir informações codificadas ou medir a turbulência na bolsa de ar.
A equipe conseguiu mostrar que as informações incorporadas a esses nós ópticas poderiam sobreviver em lasers viajando pelo ar turbulento – mas os cientistas basicamente não eram tão fáceis quanto acreditavam.
A professora de engenharia elétrica e de computação da Duke, Natalia Lichinters, disse: “As pessoas pensavam que essas formas eram objetos matematicamente estáveis, para que eles sejam capazes de infectar através de um ambiente complexo sem complicações”. “Como parece, eles não têm garantia estável, mas podemos torná -los mais estáveis” “
Para criar esse resultado, os pesquisadores basicamente tiveram que usar um pequeno forno de convenção. Embora seja possível imitar um viajante a laser usando dispositivos de fibra óptica, a equipe queria fazer uma transcrição da coisa original em longa distância. No entanto, depois de espalhar dois edifícios separados de seus associados à África do Sul, a equipe do Duke foi enviada para uma única mesa em tamanho de sala de jantar.
“Usamos um pequeno dispositivo de tamanho de torradeira com uma placa quente abaixo e usamos ventiladores para criar turbulências de ar”, explicou Danilo Gomes, um cientista pós-concorrente que trabalha no laboratório de Lichinter. “Então encolhemos o feixe de luz e o desligamos para viajar cerca de mil pés”.
Se as vigas do laser forem ininterruptas em sua jornada, o nó resultante parecerá uma corda contínua e fluida com três loops. Em vez disso, os pesquisadores descobriram que a turbulência se tornou mais intensa, era mais provável que o nó fosse transformado em dois anéis interconectados ou até um único anel, que pode perder qualquer informação contida.
No entanto, eles descobriram ainda que essa deterioração não era inevitável e poderia estabilizar o nó por um longo tempo. Caso contrário, adiciona mais brigas aos recursos suaves – como criar uma reviravolta complexa em vez de uma simples jornada do vento e girar o toboágua – eles criam mais pontos de referência para medir a aeronave fornecida. (Figura no final para ajudar a ilustrar)
Os nós ópticos ainda são uma tecnologia na infância – eles foram descobertos apenas cerca de duas décadas atrás – possui várias aplicações possíveis. Os dados podem ser codificados em suas formas e podem ser infectados a uma longa distância. Encontrar o quanto o nó é interrompido por sua viagem também pode ser maneiras de medir a quantidade de turbulência. Os pesquisadores também acreditam que as complicações dos nós podem ser usadas para prender pequenas partículas em espaços 3D e ser usadas para manipular.
“Precisamos realmente estudá -los antes que possamos realmente usar os nós ópticos para qualquer tipo de aplicação para qualquer tipo de aplicação e entender como eles se comportam”. “A primeira exposição de promoção através de nossa verdadeira turbulência, para que daqui possamos dar o próximo passo e fazer uma escala para explorar como eles funcionam no lugar livre”.
Este trabalho foi apoiado pelo Escritório de Pesquisa Naval (N00014-20-2558) e pelo Escritório de Pesquisa do Exército (W911NF2310057).
