Des chercheurs de l’Université Aalto en Finlande ont frappé un grand coup avec le développement d’une structure de type quasi-cristal, capable de générer des mini-vortex de lumière, promettant de transporter d'énormes quantités de données. Grâce à une agencement très précis de nanoparticules métalliques, cette technologie révolutionnaire pourrait transporter de 8 à 16 fois plus d'informations que les systèmes de fibres optiques actuels.

Avec l'essor de l'ère numérique, l'encodage de données photoniques devient primordial. Les fibres optiques sont mises à rude épreuve face à la demande croissante en capacité d’information. Cette innovation pourrait justement répondre à ce défi. Les mini-vortex de lumière sont explorés pour optimiser le transport d’informations via la manipulation des défauts topologiques : des irrégularités qui influencent la façon dont la lumière est réfléchie et les informations qu'elle véhicule.

Les chercheurs ont découvert que la forme des vortex, qu'ils soient simples ou plus complexes, dépend directement de la structure des matériaux interagissant avec la lumière. Par exemple, des motifs en carré produisent des vortex simples, tandis que des motifs hexagonaux génèrent des structures plus compliquées. Les nouveaux quasi-cristaux développés par l’équipe permettent de surmonter ces obstacles et de générer n’importe quel type de vortex, ouvrant ainsi la voie à des systèmes de télécommunication de nouvelle génération.

Päivi Törmä, la chef de l’équipe de recherche, explique : « Notre recherche se concentre sur la relation entre la symétrie et la rotationnalité du vortex. Nous explorons quels types de vortex peuvent être générés avec quels types de symétries. Notre conception de quasi-cristal est à mi-chemin entre l’ordre et le chaos. »

Ces quasi-cristaux, qui ne sont pas périodiques comme les cristaux classiques, sont composés de 100 000 nanoparticules d’un diamètre n’excédant pas un centième d’un cheveu humain. En interagissant avec un faisceau de lumière dans un champ électrique contrôlé, ces structures produisent des vortex de lumière similaires à des cyclones, avec un « œil » calme et une ceinture lumineuse vibrante.

Dans une approche contre-intuitive, les chercheurs ont identifié des points de faible interaction entre les particules et le champ électrique pour générer des vortex complexes. Jani Matti Taskinen, coauteur de l’étude, souligne : « Nous avons placé les particules dans des points ‘morts’ pour sélectionner les champs présentant les propriétés les plus intéressantes pour nos applications. »

Ces nouvelles structures pourraient potentiellement stocker des quantités astronomiques d'informations dans des espaces réduits, puis être transportées via des fibres optiques avant d’être décompressées à leur destination. En termes d’impact, des milliers de conversations vidéo en simultané pourraient devenir une réalité grâce à cette avancée.

Bien que les applications pratiques passent par plusieurs années de recherche et d'améliorations, cette découverte promet de révolutionner le paysage des infrastructures de télécommunication. Imaginez un monde où le transport des données est non seulement plus rapide mais également plus efficace. Une révolution attendue avec impatience dans un avenir proche !