Un rayo de luz para enviar 60 películas por segundo

Enviar el equivalente en información a 66 DVDs, es decir, unos 2,5 terabites de datos por segundo, a través de la luz no es producto de la ciencia ficción.

Según un estudio difundido por la revista Nature Photonics, un grupo de científicos consiguió exactamente eso. Pero, ¿cómo?
El "vehículo" que transporta la información es una especie de espiral de luz resultante de una técnica consistente en manipular lo que se conoce como momento angular orbital de las ondas.
Trabajos recientes sugieren que este truco podría ampliar enormemente la capacidad de la fibra óptica y del wi-fi.
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El giro de la luz

El momento angular es un concepto complicado cuando se aplica a la luz, pero una posible analogía puede encontrarse en el mismo planeta Tierra.
Nuestro planeta tiene "momentos angulares de giro" porque gira sobre su eje, y su momento angular orbital es cuando gira alrededor del Sol.
La luz tiene ambos tipos de momentos, pero el de giro es el más conocido, ya que se llama comúnmente polarización. Es la dirección en que la luz se mueve. Las gafas polarizadas y las gafas 3D funcionan dejando pasar una polarización y no la otra.
En muchas aplicaciones para transportar datos mediante el uso de la luz, los datos se envían a través de las ondas codificando una polarización con un flujo de datos determinado y el otro con un flujo diferente.
Esto permite transportar el doble de información en el mismo ancho de banda, nombre que recibe el rango de colores que el equipo transmisor es capaz de procesar.

El rayo retorcido

Sin embargo el momento angular orbital, u OAM, se ha convertido recientemente en el medio más prometedor para lograr el mismo truco.
La idea no es crear ondas de luz que fluyan en direcciones distintas, sino con una cantidad distinta de giros, como un tornillo enrollado por diversos hilos.
Recientemente, Bo Thide, del Instituo Sueco de Física Espacial y sus colegas de Italia demostraron este principio enviando rayos con distintos estados OAM a través del canal de Venecia, experimento descrito en el New Journal of Physics.
Gran parte del tráfico de datos por fibra óptica en el mundo está compuesto por distintos flujos de datos circulando en colores de luz diferentes, que luego se recomponen al color original en el punto de recepción llamado multiplexación.

Transmisión

Para que el OAM explote todo su potencial, se deberían desarrollar multiplexaciones con diferentes giros.
Alan Willner y su equipo de la Universidad del Sur de California, junto con colegas del laboratorio de propulsión de la Nasa y la Universidad de Tel Aviv, ya han demostrado un modo de hacerlo.
El equipo preparó dos dispositivos con cuatro rayos de luz cada uno, cada uno de los cuales con un determinado OAM, así como transportando su propio flujo de datos.
Los dos dispositivos se filtraron para tener distintas polarizaciones y se unificaron en un único rayo con cuatro flujos en el centro y cuatro flujos (con la forma de rosquilla) en el borde.
En el punto de recepción, el proceso se deshizo y el rayo liberó los ocho flujos de datos, transportando así al destino final 2,5 terabites por segundo.

Retos

Experimentos iniciales sólo transportaron esa cantidad a un metro de distancia y el profesor Willmer dijo que todavía queda adaptar este concepto a las fibras ópticas o de transferencia a larga distancia.
"Uno de los retos al respecto es la turbulencia atmosférica", explicó.
"En situaciones que requieren alta capacidad... A cortas distancias o a menos de 1km, este concepto puede ser atractivo. Por supuesto, también puede servir para las comunicaciones satelitales en el espacio, donde las turbulencias no son un problema".
Respecto al trabajo publicado en Nature Photonics, Juan Torres del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, escribió que "supone un nuevo capítulo en la larga historia de las telecomunicaciones y demuestra el potencial de la OAM... a la hora de incrementar la capacidad de transmisión".
"El verdadero impacto de este desarrollo en la industria de las telecomunicaciones dependerá de cómo se solucionen varios asuntos importantes", agregó.