Australische onderzoekers hebben een methode ontwikkeld voor het foutloos verzenden van licht- en geluidsgolven. Die uitvinding kan onder meer leiden tot sterkere wifi-signalen en scherpere MRI-scans en röntgenfoto’s.
De nieuwe methode zorgt ervoor dat de golven geheel intact de ontvanger bereiken. Momenteel geldt nog dat een licht- of geluidsgolf onderweg vaak verstrooid raakt. Dat belemmert telecommunicatie: wanneer signalen lange afstanden moeten overbruggen, kunnen pulsen uitgerekt geraakt, en kan een 1 in een 0 vervagen.
Al in 1948 bedacht de Amerikaanse natuurkundige Leonard Eisenbud een oplossing voor dit probleem, maar pas nu is het gelukt om die oplossing daadwerkelijk in de praktijk te brengen. Verantwoordelijk voor die doorbraak is een Australisch onderzoeksteam van de universiteit van Queensland, onder leiding van ingenieur Joel Carpenter.
Kunnen we ooit praten met Poekie?
Met behulp van AI slagen onderzoekers er steeds beter in dierengeluiden te ontcijferen. Kunnen we ooit echt met onze hond of kat babbelen?
‘De truc is dat je de golven bij het verzenden een bepaalde vorm moet geven, dan raakt het signaal niet verstrooid’, zegt Carpenter. ‘Er zijn geen echo’s. Alles arriveert precies tegelijkertijd.’
Uitgerekte pulsen
Carpenter en zijn collega’s kwamen tot hun ontdekking na uitvoerige bestudering van het gedrag van lichtgolven in een honderd meter lange glasvezel. De onderzoekers namen waar dat licht dat van het ene uiteinde naar het andere uiteinde reist, weerkaatst op de wanden van de vezel, vergelijkbaar met geluid dat weerkaatst in een tunnel. Het effect daarvan was dat pulsen uitgerekt raakten.
De onderzoekers documenteerden op welke wijze het licht precies vervormde. Voor elk deel van de reis door de glasvezel maakten de onderzoekers een profiel van de doorsnede van de puls. Die kennis stelde de onderzoekers vervolgens in staat om een lichtpuls te creëren die aan het eind van de reis geheel intact uit de vezel tevoorschijn komt.
‘Zelfs al raakt de puls tijdens de reis verstrooid, uiteindelijk komt de gehele puls gelijktijdig bij het eindpunt aan’, zegt Carpenter.
Betere routers
Carpenter voorziet meerdere toepassingen. Op dit moment bestaan er al wifi-routers die golven dusdanig vervormen dat die golven efficiënter muren doordringen. Volgens Carpenter zullen die routers dankzij de nieuwe methode nog beter gaan functioneren.
De ontdekking kan er eveneens toe leiden dat medische beeldvormingstechnieken, zoals röntgenfoto’s en MRI-scans, inwendige weefsels nog beter zichtbaar maken. Ook het gebruik van laserstralen in de ruimte zal mogelijk van de uitvinding profiteren.
‘De resultaten zijn zeker opmerkelijk’, zegt Martin Plöscher, van de Macquarie Universiteit in Sydney, Australïe. Plöscher denkt dat de grote vraag is of het gaat lukken om voor elke situatie licht te creëren met de juiste vorm. Als dat het geval is, zegt Plöscher, kan het onderzoek van Carpenter en zijn collega’s vergaande implicaties hebben voor de gehele telecommunicatie-industrie.
Lees verder: