Исследователи нашли физический эффект для связи нового поколения

Уникальную технологию плазмонной терагерцевой связи разрабатывают специалисты Самарского университета имени академика С.П. Королева совместно с другими российскими учеными. Исследования позволят создать многоканальную линию связи, в которой на одной частоте распространяется сразу несколько сигналов с околосветовой скоростью, сообщается на сайте вуза.

Плазмон-поляритоны – особые электромагнитные волны. Они представляют собой взаимосвязанные колебания электронов металла и электрического поля вблизи границы проводника и воздуха. Эти квазичастицы могут распространяться вдоль провода и вращаться с разной скоростью и в разных направлениях. Они используются достаточно давно, однако вращающиеся плазмон-поляритоны в терагерцовом диапазоне до сих пор изучены не были.

Исследователи Самарского университета, Сибирского отделения (СО) РАН и Новосибирского государственного университета (НГУ) экспериментально доказали, что эти частицы способны сохранять индивидуальные орбитальные угловые моменты при движении вдоль проводника. По словам авторов работы, это свойство можно использовать для одновременной передачи сигналов по разным каналам, что позволит увеличить информационную емкость новых телекоммуникационных систем.

«Телевизионные сигналы, например, передаются электромагнитными волнами в свободном пространстве на разных частотах – у каждого телевизионного канала своя частота, которую излучает и принимает широкополосная антенна. Благодаря свойствам вращающихся плазмон-поляритонов несколько сигналов можно будет передавать вдоль проводника на одной частоте», – сообщил заведующий кафедрой наноинженерии Самарского университета Владимир Павельев.

Опыты проводились на уникальной научной установке – Новосибирском лазере на свободных электронах в Институте ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН. Создание необходимых для эксперимента элементов проводилось в Самарском университете, участнике программы Минобрнауки «Приоритет 2030», при поддержке гранта Российского научного фонда.

Использование плазмонных устройств в терагерцовом диапазоне может быть интересно биологам для анализа органических веществ. Именно в таком диапазоне происходят собственные колебания таких макромолекул, как протеины или ДНК.

Следующий этап – проектирование и реализация элементов телекоммуникационных систем и биологических сенсоров на основе нового эффекта.