143公里！弯曲光传递信息距离创新纪录

据《新科学家》杂志网站15日报道,奥地利维也纳大学科学家在加纳利群岛进行的实验中,成功让弯曲激光束携带信息行进了143公里,创造了新的世界纪录,几乎比之前纪录提高了50倍。这一新突破或能给卫星通讯方式带来革命性变化。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。

光是拥有波峰和波谷的电磁波,组成一束普通激光的所有光波具有同样的相位,因此能同步到达波峰或波谷。而弯曲光束不同,其内不同光波具有不同的相位,使它在行进中呈现出螺旋形状,这种螺旋状弯曲激光束加密和传递信息几乎没有容量限制,成为通讯特别是卫星通讯领域的理想选择。

但风云变幻的大气会对信息传递造成干扰,导致传输距离无法满足实际应用要求。2014年,维也纳大学的安东·泽林格曾在维也纳上空进行了弯曲光传递信息实验,结果成功将莫扎特和玻尔兹曼的照片加密并传送了3公里。但要想达到实用,弯曲光必须在不受干扰的自由空间传递信息至少几十公里才行。

此次,泽林格率领他的团队来到加那利群岛,选择了相距143公里的两个天文台进行实验。他们还通过让不同弯曲度的光波重叠以加密传递更多信息。结果,这次弯曲激光成功将“HELLO WORLD!(你好世界!)”信息加密,并携带其在两个天文台间传递,当到达终点破译后发现,除了最后的感叹号出错,变成字母“P”,其他信息完好无损。

新研究创造了弯曲激光传输信息最远距离纪录,只是目前编码和破译信息的速度还不及发送电报所用的摩斯密码。泽林格团队接下来会利用已有的自适应光学等技术,提高弯曲光系统的信息传输和编译速度。长期致力于弯曲光通讯研究的南加州大学科学家阿兰·维尔纳说:“弯曲光传输信息的距离确实是一大挑战,但最新研究证明,我们完全能够做到。未来它还会带给我们更多惊喜。”