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
| Рассуждения | 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.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как безопасно открутить ржавые гайки в автомобиле и не повредить шпильки или болты

Столкнувшись с ржавыми гайками и болтами, каждый мастер знает: неправильное движение — и шпилька обломана, ремонт затягивается, а нервы на пределе. Ржавчина — коварный враг в...

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

В мире электромагнитных волн, который окружает нас повсюду, скрывается множество удивительных явлений. Одним из самых интригующих и перспективных для науки и технологий является феномен...

110 тыс. штрафов пользователям электросамокатов: почти итоги сезона проката в Москве

В начале весны в Москве все кикшеринговые сервисы обязали установить на прокатные самокаты номера. Теперь Департамент транспорта Москвы рассказал, к чему это привело. Предыстория Аккурат в марте...

Как сделать капсулу времени с посланием будущим поколениям: пошаговая инструкция

Капсула времени — это уникальный способ сохранить воспоминания и создать послания для будущих поколений. Такие капсулы позволяют заглянуть в прошлое и понять, каким было время. Создание...

Какие подарки использовались в качестве взяток в царской России?

Коррупция и взяточничество существовали ещё с античных времён, и борьба с этими явлениями началась задолго до нашей эры. Древняя Русь также не избежала этого зла, но здесь вместо денег взятки часто...

Дискофут: танцующий футбол, который взрывает поле энергией и стилем

В мире спорта существует множество ярких и захватывающих видов активности, которые объединяют в себе различные элементы культуры, музыки и движения. Одним из таких уникальных явлений является...