Ingeniería

Aprovechar nuevas frecuencias para las comunicaciones

(NC&T) Los investigadores han encontrado un modo de manipular la porción de la radiación infrarroja que no es usada actualmente para las comunicaciones, pero que en el futuro puede ser aprovechada para las comunicaciones de gran velocidad y corto alcance entre los ordenadores y otros dispositivos.

El estudio también demuestra la viabilidad de construir dispositivos que emitan y detecten frecuencias específicas de luz en el infrarrojo lejano, un segmento conocido como el rango de los terahercios, para la detección de productos químicos o agentes biológicos de guerra, como las bacterias del ántrax (carbunclo) y para obtener imágenes de paquetes o de personas con el fin de encontrar armas y ciertos explosivos disimulados.

La investigación fue desarrollada por Ajay Nahata, Z. Valy Vardeny, Tatsunosuke Matsui y Amit Agrawal.

En el estudio se utilizó una película de acero inoxidable de alrededor de tres cuartas partes del espesor de un cabello humano. Se hicieron patrones diferentes de agujeros en la película. Estos agujeros eran de entre un cuarto y medio milímetro de diámetro.

Frecuencias de comunicaciones
Película metálica con un patrón determinado de agujeros. (Foto: Tatsunosuke Matsui, University of Utah)
Para comprender el descubrimiento, imagine hacer pasar la luz de una linterna eléctrica a través de un colador de cocina, cuyos agujeros constituyan el 20 por ciento de la superficie del colador. Sólo el 20 por ciento de la luz atravesará a este último. Pero cuando los investigadores de Utah hicieron incidir la radiación de luz infrarroja a través de los agujeros practicados en la delgadísima lámina de acero, casi toda la radiación atravesaba la película si los agujeros se colocaban formando patrones semirregulares, conocidos como "cuasicristales" o "cuasicristales aproximados".

Los cristales presentan pautas que se repiten cada cierta distancia, como por ejemplo el patrón ordenado de los átomos de carbono en el diamante. Los cuasicristales están menos estructurados, pero presentan un patrón sobre un área más grande. Los cuasicristales aproximados (un término acuñado por Vardeny y Nahata) también presentan patrones, pero en menor medida que los cuasicristales. Tanto los cristales como los cuasicristales y los aproximados pueden curvar o dividir la luz y otras ondas electromagnéticas.

Hasta ahora, una transmisión eficiente de la luz del infrarrojo lejano sólo se lograba cuando se empleaban patrones de estructuras de cristal, pero también se transmitían las frecuencias no deseadas. En el nuevo estudio, los investigadores pudieron seleccionar la longitud de onda de la luz del infrarrojo lejano transmitida a través de los agujeros, e, inclinando las películas, pudieron activar o desactivar la transmisión.

Esto demuestra que las señales en las altas frecuencias, en el rango de los terahercios, pueden activarse o desactivarse para trasmitir datos en el código digital de unos y ceros, y que algún día puede ser posible construir interruptores ultraveloces para trasmitir los datos en la banda de los terahercios a velocidades del orden de los terahercios. Esto es 1.000 veces más rápido que las líneas de fibra óptica que trasmiten los datos en los gigahercios del infrarrojo cercano y la luz visible y 10.000 veces más veloz que las microondas que trasmiten las conversaciones telefónicas inalámbricas y celulares.


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