Reti ottiche più rapide con una luce più lenta
di MIT Technology Review
Contesto: Le fibre ottiche attraversano città e oceani e formano la colonna portante di gran parte delle reti mondiali di comunicazione dei dati ad alta velocità. Ma la prestazione della fibra ottica è limitata dalla rapidità con cui i dati possono essere smistati lungo le reti. In un router tradizionale, la luce delle fibre deve essere convertita in un segnale elettrico, trasferito al cavo appropriato e infine ritrasformato in luce; questo processo può rallentare la velocità del passaggio dell’informazione di un fattore dieci. Un router che non avesse la necessità di usare un segnale elettrico sarebbe indiscutibilmente più rapido. Ma i segnali elettrici sono fondamentali per mantenere i dati intatti fino a che è attivo il commutatore ottico del cavo successivo. Un gruppo di scienziati dell’école Polytechnique Fédérale di Losanna, in Svizzera, ha scoperto un nuovo sistema per rallentare la luce in una fibra ottica, in modo che il passaggio da cavo in cavo si possa coordinare con segnali luminosi invece della elettricità.
Metodi e risultati: La velocità a cui la luce viaggia nei diversi supporti fisici non è costante; la luce interagisce con i materiali che attraversa e questa interazione può rallentarne la velocità, anche di molto. Kwang Yong Song e i suoi collaboratori hanno sparato un intenso fascio laser lungo una fibra standard per le telecomunicazioni, provocando la vibrazione degli atomi interni alla fibra. Se un segnale ottico viene spedito dall’altra estremità della fibra, la luce interagisce con questi atomi in movimento più di quanto faccia con quelli non perturbati, rallentando di decine di nanosecondi lungo i diversi km di lunghezza della fibra. In sostanza la velocità della luce nella fibra può essere facilmente modulata: più è intenso il fascio laser, più gli atomi si muovono e più il segnale ottico viene ritardato.
Rilevanza: Il gruppo svizzero non è il primo che studia come rallentare la velocità della luce, ma i suoi esperimenti sono importanti per le ricadute che potrebbero avere sull’industria delle telecomunicazioni. La nuova tecnica rende possibili i router a sola luce e potrebbe incrementare considerevolmente le prestazioni delle attuali reti ottiche. Ciò potrebbe consentire, per esempio, ai computer sparsi sul territorio di unirsi insieme senza strutture di connessione in un supercomputer in rete. Il metodo funziona anche con le fibre ottiche standard, rendendole compatibili con le reti di telecomunicazioni esistenti.
Fonte: Song K.Y. e altri, 2005, Observation of pulse delaying and advancement in optical fibers using stimulated Brillouin scattering, “Optics Express” 13, 82-88.
