p Uma equipe de cientistas da Universidade de Otago / Dodd-Walls Center criou um novo dispositivo que pode permitir a próxima geração de Internet com maior eficiência energética. Seus resultados revolucionários foram publicados na principal revista científica do mundo Natureza esta manhã. p A Internet é um dos maiores consumidores de energia do mundo. Com capacidade de dados prevista para dobrar a cada ano e a infraestrutura física usada para codificar e processar dados atingindo seus limites, há uma grande pressão para encontrar novas soluções para aumentar a velocidade e a capacidade da internet.

p A pesquisa do investigador principal Dr. Harald Schwefel e da Dra. Madhuri Kumari encontrou uma resposta. Eles criaram um dispositivo chamado pente de freqüência óptica microrressonador feito de um minúsculo disco de cristal. O dispositivo transforma uma única cor de luz laser em um arco-íris de 160 frequências diferentes - cada feixe totalmente sincronizado e perfeitamente estável. Um desses dispositivos poderia substituir centenas de lasers consumidores de energia usados ​​atualmente para codificar e enviar dados ao redor do mundo.

p O trabalho nasceu da pesquisa anterior do Dr. Schwefel no prestigioso Instituto Max Planck na Alemanha e de sua colaboração com o Dr. Alfredo Rueda, que fez algumas das pesquisas preliminares.

p A internet é alimentada por lasers. Cada e-mail, a chamada de telefone celular e a visita ao site são codificadas em dados e enviadas para todo o mundo por luz laser. Para enfiar mais dados em uma única fibra óptica, as informações são divididas em diferentes frequências de luz que podem ser transmitidas em paralelo.

p O Dr. Kumari diz que a infraestrutura atual está lutando para lidar com a demanda à medida que o consumo de Internet aumenta significativamente.

p "Os lasers emitem apenas uma cor de cada vez. O que isso significa é que, se seu aplicativo requer muitas cores diferentes de uma vez, você precisa de muitos lasers. Todos eles custam dinheiro e consomem energia. A ideia desses novos pentes de frequência é que você lance uma cor no microrressonador e saia toda uma gama de novas cores, "Dr. Kumari diz.

p "É um esquema de economia de energia muito legal, "diz o Dr. Schwefel, "Ele substitui um rack inteiro de lasers por um pequeno dispositivo de eficiência energética."

p Ele espera que os dispositivos sejam incorporados em estações de pouso suboceânicas, onde todas as informações das fibras terrestres são amontoadas nas poucas fibras suboceânicas disponíveis em menos de uma década, talvez dentro de alguns anos.

p "Para desenvolver o dispositivo para a indústria de telecomunicações, precisaremos começar a trabalhar com grandes empresas de telecomunicações, "Dr. Schwefel explica." Iniciamos o processo em colaboração com uma empresa de tecnologia óptica com sede na Nova Zelândia. "

p Esta descoberta é o primeiro marco em uma colaboração financiada pelo governo entre cientistas da Universidade de Otago e da Universidade de Auckland, que fazem parte do Centro Dodd-Walls para tecnologias quânticas e fotônicas, uma organização virtual que reúne os principais pesquisadores da Nova Zelândia que trabalham nos campos da luz e da ciência quântica. O projeto de pesquisa recebeu quase um milhão de dólares do dinheiro do Fundo Marsden para desenvolver e testar o potencial de pentes de frequência microrressonadores.

p Os combs de frequência ótica são baseados em um efeito ótico muito incomum que ocorre quando a intensidade da luz atinge níveis extremamente altos. Você envia uma única cor de luz visível para o disco de cristal junto com um sinal de micro-ondas e, como o disco de cristal é de alta qualidade, a luz e a radiação de microondas ficam presas dentro. A luz e a radiação de micro-ondas continuam entrando e saltando dentro do cristal. Na maioria das situações, a luz nunca muda de cor, mas, neste caso, a intensidade torna-se tão alta que a luz e a radiação de microondas começam a se fundir e formar cores diferentes. O fenômeno é conhecido como efeito não linear e a equipe levou muitos anos para otimizá-lo.

p O único outro grupo no mundo fazendo dispositivos de qualidade competitiva é uma colaboração das Universidades de Harvard e Stanford nos Estados Unidos, também publicado no deste mês Natureza , mas atualmente os drs. Schwefel e Kumari detêm o recorde de dispositivo mais eficiente. Essencialmente, isso significa que seus cristais não vazam nenhuma luz. O truque é ter um cristal de qualidade extremamente alta. O grupo de Harald é um especialista mundial na confecção de discos de cristal em seu laboratório na Universidade de Otago.

p A internet é apenas uma das aplicações possíveis para os novos pentes de frequência óptica. Outro uso é a espectroscopia de alta precisão - usando luz laser para estudar e identificar a composição química, propriedades e estrutura dos materiais, incluindo doenças, explosivos e produtos químicos. A próxima missão do Dr. Kumari será explorar esta aplicação entre outras possibilidades.

p "Este é um projeto muito empolgante de se trabalhar, "diz o Dr. Kumari." Os pentes de frequência óptica literalmente revolucionaram todos os campos de aplicação em que tocaram. Você pode usá-los para espectroscopia vibracional, medição de distância, telecomunicações. Estou ansioso para ver como podemos usar o nosso. "