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現(xiàn)代生活在很大程度上依賴于將信息編碼到傳遞工具中。一種常用的方法是用激光對數(shù)據(jù)進行編碼，然后通過光纜發(fā)送。對于不斷增長的信息容量需求，我們需要持續(xù)尋找更好的編碼方式。 芬蘭阿爾托大學（Aalto University）應用物理系的一個研究小組發(fā)現(xiàn)了一種新的方法來制造微小的光颶風——科學家們稱之為漩渦——可以用它來攜帶信息。該方法基于操縱與電場相互作用的金屬納米顆粒。這種設計方法利用準晶體的幾何形狀。這一發(fā)現(xiàn)標志著物理學的一次重大進步，可能帶來全新的信息傳輸方式。 以往的物理學研究已將漩渦結構的對稱性與漩渦類型聯(lián)系起來。例如，如果納米級的粒子排列成正方形，產生的光就會有一個單一的漩渦；六邊形產生雙渦，以此類推。更復雜的漩渦至少需要八角形。 現(xiàn)在，研究小組發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以創(chuàng)造在理論上支持任意類型渦旋的幾何形狀。 在他們的研究中，研究小組操縱了10萬個金屬納米粒子，每個納米粒子的大小大約是一根人類頭發(fā)的百分之一，以創(chuàng)造出他們獨特的設計。這種方法的關鍵在于找到粒子與期望電場相互作用最小的位置，而非最大的位置。 這一發(fā)現(xiàn)在非常活躍的光拓撲研究領域開辟了豐富的未來研究。它還代表了在需要光進行編碼信息傳輸?shù)念I域（如電信）中，一個強大傳輸方式的初期階段。 研究人員解釋稱，我們可以通過光纖電纜傳送這些漩渦，并在目的地打開它們。這將使我們能夠將信息存儲在更小的空間中，并一次傳輸更多的信息。樂觀估計是，這種方法可以達到目前光纖傳輸信息量的8到16倍。 這項研究發(fā)表在11月初的《自然通訊》（Nature Communications）上。 |
