Laser che riscalda l'aria oltre i 1.500 gradi Celsius e produce un'onda d'urto per espellere lateralmente le gocce d'acqua sospese che formano la nuvola.
Viviamo in un'epoca di informazioni a lungo raggio trasmesse dalla fibra ottica sotterranea o dai satelliti radio. Ma oggi il rendimento è così grande che la radiofrequenza non è più sufficiente di per sé. La ricerca si sta orientando verso l'uso di laser che, sebbene tecnicamente complessi, presentano numerosi vantaggi, specialmente quando si parla di sicurezza. Tuttavia, questa nuova tecnologia, attualmente in fase di test, affronta un problema importante: le nuvole. A causa della loro densità, le nuvole fermano i raggi laser e velocizzano il trasferimento di informazioni. I ricercatori dell'Università di Ginevra (UNIGE), in Svizzera, hanno ideato un laser ultra-caldo che crea un buco temporaneo nella nube, che consente il passaggio del raggio laser contenente le informazioni. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Optica.
Sebbene la comunicazione radio via satellite sia potente, non può più tenere il passo con la domanda giornaliera di flusso di informazioni. Le lunghe lunghezze d'onda limitano la quantità di informazioni trasmesse, mentre le bande di frequenza disponibili sono scarse e sempre più costose. Inoltre, la facilità con cui è possibile catturare le frequenze radio pone problemi di sicurezza sempre più acuti, motivo per cui la ricerca si rivolge ai laser. 'È una nuova tecnologia che è piena di promesse', afferma Jean-Pierre Wolf, professore presso la Sezione di Fisica della Facoltà di Scienze dell'UNIGE. 'Le lunghezze d'onda molto corte possono trasportare 10.000 volte più informazioni rispetto alla frequenza radio, e non ci sono limiti al numero di canali. I laser possono anche essere usati per colpire una singola persona, il che significa che è una forma di comunicazione altamente sicura. '
Ma c'è un problema: i raggi laser non possono penetrare nuvole e nebbia. Quindi se il tempo è brutto, è impossibile trasmettere le informazioni usando i laser.
Un laser penetrante nel cloud
Per contrastare questa difficoltà, i ricercatori stanno costruendo stazioni di terra in varie parti del mondo in grado di ricevere segnali laser. L'idea è di scegliere la stazione presa di mira dal satellite in base alle condizioni meteorologiche. Sebbene questa soluzione sia già operativa, dipende ancora dalle condizioni meteorologiche. Crea inoltre alcuni problemi riguardanti le impostazioni sul satellite, che devono essere elaborate a monte della comunicazione, senza alcuna garanzia che non ci sarà alcuna copertura nuvolosa al momento stabilito.
'Vogliamo aggirare il problema creando un foro direttamente attraverso le nuvole in modo che il raggio laser possa passare attraverso', spiega il professor Wolf. Il suo team ha sviluppato un laser che riscalda l'aria oltre i 1.500 gradi Celsius e produce un'onda d'urto per espellere lateralmente le goccioline d'acqua sospese. Questo crea un foro largo pochi centimetri sull'intero spessore della nuvola. La scoperta di questi laser ultra potenti è stata appena premiata con il Nobel per la fisica 2018. 'Tutto quello che devi fare è tenere il raggio laser sul cloud e inviare il laser che contiene le informazioni allo stesso tempo', dice Guillaume Schimmel, un ricercatore del team guidato da Wolf. 'Poi scivola nel buco attraverso il cloud e consente il trasferimento dei dati.'
Questo 'laser cleaner' è attualmente testato su nuvole artificiali che hanno uno spessore di 50 cm ma che contengono 10.000 volte più acqua per cm3 rispetto a una nuvola naturale e funziona, anche se la nuvola si sta muovendo. 'I nostri esperimenti ci permettono di testare un'opacità simile alle nuvole naturali. Ora, si tratta di farlo su nuvole più spesse fino a un chilometro di spessore ', afferma Wolf.
'Si tratta anche di testare diversi tipi di nuvole in termini di densità e altitudine', aggiunge Schimmel.
Questa nuova tecnologia rappresenta un passo importante verso l'uso commerciale della comunicazione laser satellitare. 'Stiamo parlando di una possibile implementazione globale entro il 2025, e la nostra idea è di essere pronti e di consentire ai paesi che sono coperti di avere questa tecnologia', afferma il professor Wolf.
Nessun commento:
Posta un commento