▪︎ مجلس نيوز
أصبحت الألياف الضوئية أساسًا لنقل البيانات الحديثة ، وتستخدم في كل شيء من خدمات الاتصالات والإنترنت إلى التطبيقات الحكومية والفضائية. هذا لأنهم قادرون على نقل كميات أكبر من البيانات بسرعات أعلى وعلى مسافات أطول ، مقارنة بالتقنيات الأخرى.
ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي بنية الألياف الضوئية في بعض الأحيان إلى فشل الشبكة ، حيث يمكن لأي كبلات ملتوية أو منحنية أن تعيق نقل المعلومات. لمعالجة هذه المشكلة ، صمم العلماء في جامعة باث في المملكة المتحدة نوعًا جديدًا من الألياف ، بهدف تعزيز متانة هذه الشبكات.
تتكون الألياف الضوئية العادية من ثلاثة عناصر: اللب ، والكسوة ، والطلاء.
احصل على تذاكرك لـ TNW فالنسيا مارس!
يأتي قلب التكنولوجيا إلى قلب البحر الأبيض المتوسط
يقع المركز في المركز ويوفر مسارًا للضوء (الوسيط الذي تنتقل من خلاله البيانات). تحمل الكسوة الضوء داخل القلب وتتحكم في الاتجاه الذي تنتقل فيه ، وترتد على طول كما لو كانت تعكس المرآة. أخيرًا ، يعمل الطلاء كمخزن مؤقت أساسي ويغطي الغلاف الهيكل بأكمله.
“عندما تقوم بتصنيع كابل ألياف ضوئية ، فإن هناك اختلافات صغيرة في البنية المادية للألياف حتمًا. عند نشرها في شبكة ، يمكن أيضًا أن تلتوي وتنحني ، “طالب الدكتوراه في الفيزياء ناثان روبرتس – الذي قاد البحث – قال.
يمكن أن تعيق هذه التشوهات المسار الأمثل للضوء وتؤدي إلى تدهور المعلومات أثناء انتقالها بين المرسل والمستقبل.
تتمثل إحدى طرق مواجهة هذه الاختلافات والعيوب في التأكد من أن عملية تصميم الألياف تتضمن تركيزًا حقيقيًا على المتانة. هذا هو المكان الذي وجدنا فيه أفكار الطوبولوجيا مفيدة “، أضاف روبرتس.
الطوبولوجيا هي الدراسة الرياضية لخصائص الأشياء الهندسية التي تظل دون تغيير على الرغم من التشوهات والالتواءات والتمدد. تم تطبيقه بالفعل على أبحاث الفيزياء والضوء ، لكن علماء باث هم أول من استخدمه في الألياف الضوئية.
ابتكر الفيزيائيون ليفًا يستخدم المبادئ الطوبولوجية عن طريق إضافة عدة نوى موجهة للضوء في الألياف ، مرتبطة ببعضها البعض في شكل لولبي. لا يزال بإمكان الضوء الانتقال بين هذه النوى ، ولكن بفضل التصميم الطوبولوجي ، يظل محاصرًا داخل الحافة. هذه “حالات الحافة” المزعومة محمية من الفوضى في الهيكل العام.
“من خلال اعتماد الألياف الضوئية مع التصميم الطوبولوجي ، سيكون للباحثين الأدوات اللازمة لاستباق ومنع تأثيرات تدهور الإشارات من خلال بناء أنظمة ضوئية قوية بطبيعتها” ، هذا ما قاله الدكتور أنطون سوسلوف ، المؤلف المشارك لـ دراسة، شرح.
يبحث الباحثون حاليًا عن شركاء في الصناعة لمواصلة تطوير مفهومهم ، والذي لا يمكن أن يفيد فقط الاتصالات الحالية ، ولكن أيضًا شبكات الكم المستقبلية.
“لقد أظهرنا أنه يمكنك صنع كيلومترات من الألياف الطوبولوجية ملفوفة حول بكرة. نحن نتخيل إنترنت كمي حيث سيتم نقل المعلومات بقوة عبر القارات باستخدام المبادئ الطوبولوجية ، “أشار روبرتس.
بالمقارنة مع أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، من المتوقع أن تكون تقنية الكم أكثر قوة عندما يتعلق الأمر بتخزين المعلومات ومعالجتها ، بينما تعد بمستوى لا مثيل له (حتى الآن) من أمن البيانات – وهو تغيير محتمل للعبة لشبكات المعلومات.
ومع ذلك ، يمكن أن تتأثر الحالات الكمومية للضوء مع معلومات النقل بسهولة بالبيئة ، مما يمثل تحديًا كبيرًا. قد تمهد هذه الدراسة الطريق نحو استخدام التصميم الطوبولوجي للحفاظ على المعلومات الكمومية في الألياف الضوئية.
يمكنك أن تجد البحث هنا.