От «летающих бубликов» к интернету будущего: как электромагнитные торы изменят беспроводную связь?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В мире электромагнитных волн, который окружает нас повсюду, скрывается множество удивительных явлений. Одним из самых интригующих и перспективных для науки и технологий является феномен торроидальных электромагнитных импульсов. Эти импульсы, по форме напоминающие «летающие бублики», несут в себе завихрения электромагнитного поля — скирмионы. Долгое время эти «бублики», или, выражаясь научным языком, торроидальные импульсы, оставались лишь теоретической концепцией, пока недавно международной группе ученых не удалось не только создать их в микроволновом диапазоне, но и детально изучить их свойства, открыв новые горизонты для использования этого феномена.

Пространство и время сплетены воедино: уникальные свойства «летающих бубликов»

Уникальность торроидальных электромагнитных импульсов заключается в их пространственно-временной неразделимости. В отличие от обычных электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве и времени независимо, «летающие бублики» представляют собой единую, неделимую структуру, где пространство и время сплетены воедино. Важно отметить, что эта особенность, присущая именно торроидальным импульсам, делает их невероятно устойчивыми к искажениям и помехам, что особенно важно для передачи информации.

Летающий бублик, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Еще одной отличительной чертой «летающих бубликов» является наличие в них скирмионов — особых «вихрей» электромагнитного поля, которые можно представить как миниатюрные торнадо, закрученные в структуру торроидального импульса. До сих пор скирмионы, связанные с торроидальными импульсами, существовали лишь в теории, и ученым впервые удалось получить их экспериментальное подтверждение.

От «воздушной пушки» к технологиям будущего: перспективы торроидальных импульсов

Создать микроволновые «летающие бублики», то есть торроидальные импульсы в микроволновом диапазоне, оказалось непросто. Предыдущие методы генерации торроидальных импульсов в оптическом и терагерцовом диапазонах были сложны, дорогостоящи и не подходили для микроволн. Для решения этой задачи ученые из Китая и Сингапура разработали принципиально новый подход, создав специальную антенну, работающую подобно «воздушно-вихревой пушке». Эта антенна, генерирующая радиально поляризованные электромагнитные волны в широком диапазоне частот, стала ключевым элементом для успешного создания торроидальных импульсов в микроволновом диапазоне.

Воздушно-вихревая пушка
Автор: By Chocolateoak — Own work, CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org

Проводя исследования, ученые не только подтвердили теоретические предсказания о существовании скирмионов внутри торроидальных импульсов, но и обнаружили новое, ранее неизвестное свойство «летающих бубликов» — их способность к «самоорганизации». Оказывается, даже неидеальные торроидальные импульсы, создаваемые антенной, в процессе распространения постепенно «выравниваются», приближаясь к идеальной форме. Этот феномен, называемый изодифракцией, связан с тем, что разные частотные компоненты торроидального импульса дифрагируют с одинаковой скоростью, не «разбегаясь» в пространстве. Изодифракция существенно упрощает задачу генерации «летающих бубликов», поскольку не требует скрупулезного соответствия теоретическим моделям.

Вихревое кольцо в полёте
Автор: By George Kenneth Lucey Jr. and Dr. D. Lyon (Army Research Laboratory), Frank Dindl (Armament Research, Development and Engineering Center) — US Army Aberdeen Proving Ground, Aberdeen MD, Public Domain Источник: commons.wikimedia.org

Открытие торроидальных электромагнитных импульсов и их удивительных свойств имеет огромный потенциал для различных областей науки и техники. В первую очередь, устойчивость к искажениям и уникальная топология делают «летающие бублики» идеальными кандидатами на роль носителей информации в будущих высокоскоростных телекоммуникационных системах. Не исключено, что торроидальные импульсы станут основой для нового поколения сотовых сетей, систем глобального позиционирования и других технологий, требующих надежной передачи данных.

Кроме того, динамика распространения торроидальных импульсов, особенно феномен изодифракции, открывает новые возможности для их генерации с помощью различных методов, не ограничиваясь сложными и дорогостоящими установками. Ученые уже рассматривают возможность использования метаматериалов, квантового управления и других инновационных технологий для создания «летающих бубликов».

Таким образом, исследование торроидальных электромагнитных импульсов — это не только увлекательное путешествие в мир фундаментальной физики, но и важный шаг на пути к созданию новых, революционных технологий. «Летающие бублики», рожденные в лабораториях ученых, могут в скором будущем стать неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, обеспечивая надежную и высокоскоростную связь, а также открывая новые возможности для исследований и разработок в различных областях науки и техники.

2 комментария

a
Аффтар, откуда ты взял вторую «р» в слове «тороидальный»? Тор пишется с одной р, суффикса -р здесь быть точно не может. Эль торро? 😂
Сравнение с вихревыми кольцами в воздухе – тоже лютый бред: для их существования критически важна вязкость воздуха. Уравнения Максвелла не такие же, как уравнения Навье-Стокса, того же феномена не будет. А «радиально поляризованный свет» – это вообще про другое.
Понаберут по объявлению… Пора всё-таки удалить ixbt из рекомендаций гугла, а жаль, когда-то интересный портал был (не говоря уж о форуме, недавно как раз вспоминал расследование истории про CD, который можно записать, но невозможно прочитать).
A
А меня поразила вот эта глубина мысли :)). :
В отличие от обычных электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве и времени независимо, «летающие бублики» представляют собой единую, неделимую структуру, где пространство и время сплетены воедино.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Муравьи-фермеры: как листорезы научились выращивать грибы для пропитания

Многие знают, что муравей может поднимать груз весом примерно в 50 раз больше своего собственного веса, но знали ли вы, что некоторые виды буквально занимаются сельским хозяйством для своего...

Каким было самое первое растение на Земле: как водоросли вышли из океана и запустили эволюцию наземной жизни

Около 500 миллионов лет назад поверхность Земли полностью отличалась от того пейзажа, который мы видим сегодня. На планете не было лесов, лугов, кустарников или привычной нам почвы. Континенты...

Почему Австралия ограничивает содержание кошек

В Австралии кошки, которые для многих людей остаются любимыми домашними питомцами, в последнее время становятся объектом серьёзных ограничений. Сегодня в стране активно обсуждаются меры по контролю...

Что ждет Землю, если Йеллоустонский супервулкан проснется прямо сейчас: вероятность извержения и глобальные последствия

Национальный парк Йеллоустон, расположенный преимущественно на территории штата Вайоминг, ежегодно принимает около пяти миллионов туристов. Большинство посетителей приезжают ради наблюдения за...