Stabilní datové „koblihy“ a jejich unikátní vlastnosti
Toroidální skyrmiony si představte jako prstencové víry elektromagnetického pole, které svým tvarem připomínají malé koblihy – donuty. Na rozdíl od běžných světelných paprsků, které používáme dnes, nabízejí tyto útvary další rozměry pro kódování dat. To v praxi znamená, že do jednoho impulsu lze „zabalit“ mnohem více informací. Pomocí ultratenkých nanostruktur, takzvaných metasurfací, je možné tyto skyrmiony generovat přímo v terahertzových vlnách.
Klíčovým prvkem je jejich ovladatelnost. Pouhou změnou polarizace laseru lze skyrmion přepnout z elektrického do magnetického stavu. Právě tato precizní kontrola a schopnost reprodukovat konkrétní stavy jsou potřebné pro reálné nasazení v technologiích, kde je spolehlivost kódování prioritou. Experimenty navíc potvrzují, že tyto struktury jsou v prostoru velmi stabilní a při šíření si zachovávají svou čistotu.
Mohlo by vás zajímat
Cesta k superrychlému 6G připojení
Spojení skyrmionů s terahertzovým spektrem není náhodné. Právě tato frekvenční oblast, ležící někde mezi mikrovlnami a infračerveným zářením, se považuje za budoucí dálnici pro standardy typu 6G a vyšší. Terahertzové vlny sice nabízejí obrovskou šířku pásma, ale v běžném prostředí se velmi rychle tlumí. Skyrmiony zde fungují jako jakési ochranné pouzdro – díky své stabilitě zvyšují odolnost signálu a umožňují mu překonávat překážky, které by běžné vlny zastavily.
Tento koncept však přesahuje hranice samotného Wi-Fi. Moderní studie naznačují, že pomocí velmi nízkých proudů lze se skyrmiony manipulovat extrémní rychlostí. To by mohlo pomoci překonat současné limity elektroniky, což oceníme zejména v oblastech umělé inteligence, internetu věcí (IoT) nebo při zpracování obrovských objemů dat.
Zdroj: Tianjin University
Od teorie k praktickému využití
Vědecká komunita se shoduje, že stabilita a možnost přepínání skyrmionů v terahertzovém pásmu jsou klíčem k budoucí komunikaci. Dosavadní experimentální důkazy jsou velmi přesvědčivé a ukazují, že topologická ochrana těchto struktur je v praxi funkční. Předtím, než se však skyrmiony stanou běžnou součástí našich routerů nebo datových center, musí vědci vyřešit několik problémů, nebo chcete-li výzev. Jde především o další zvyšování efektivity jejich generování a miniaturizaci celých zařízení tak, aby byla komerčně využitelná.
Pokud se tyto překážky podaří překonat, čekají nás sítě, které budou nejen rychlejší, ale především mnohem odolnější proti rušení. Skyrmiony umožní využívat více stavů pro kódování najednou, čímž se efektivita bezdrátového přenosu posune na úplně novou úroveň.
Zdroj: EurekAlert, AIP Publishing, Phys.org
6 foto