Spintronica più efficiente: nuova tecnologia triplica il risparmio energetico nei chip del futuro

Se ci si affida all’ultima tecnologia scoperta dagli scienziati, le bollette delle utenze domestiche, saranno presto azzerate.

I ricercatori del Regno Unito, hanno sviluppato una nuova fibra ottica a nucleo cavo, capace di trasmettere segnali luminosi fino al 45% più lontano, rispetto alle fibre tradizionali, prima di richiedere l’amplificazione. Un risultato che, frutto della collaborazione fra Microsoft Azure Fiber, e l’Università di Southampton, è stato definito dagli studiosi una svolta senza precedenti, nel campo delle comunicazioni ottiche.

Negli anni ’70, proprio l’introduzione delle fibre ottiche a bassa perdita, ha aperto la strada alla rivoluzione digitale, consentendo la creazione di reti globali, e l’avvento di Internet. E da allora, la ricerca si è concentrata sull’ampliamento delle capacità di trasmissione, e sulla riduzione dell’attenuazione, cioè la perdita di potenza dei segnali, lungo i cavi. Anche se, purtroppo, i progressi son stati limitati; e in quasi 40 anni, l’attenuazione delle fibre di silice è migliorata solo di poco, passando da 0,154 dB/km, a 0,1396 dB/km.

Nelle attuali reti, circa la metà della luce trasmessa, si perde dopo appena 20 chilometri. Per questo motivo, son necessari amplificatori ottici disposti a intervalli regolari, con costi energetici e infrastrutturali elevati. Una vera rivoluzione che richiedeva un nuovo approccio, capace di ridurre drasticamente le perdite.

Il progetto britannico, innanzitutto, propone un design radicalmente diverso, poiché un nucleo d’aria circondato da una microstruttura in vetro, guida la luce senza costringerla a viaggiare interamente nella silice. Un accorgimento il quale diminuisce sia la dispersione, che l’assorbimento del segnale, due fra le principali cause di attenuazione.

Prestazioni sorprendenti

Nei test di laboratorio, la nuova fibra ha dunque mostrato un’attenuazione di soli 0,091 dB/km, alla lunghezza d’onda di 1.550 nm, quella più utilizzata nelle telecomunicazioni. E in una finestra compresa fra 1.481 nm, e 1.625 nm, la perdita si mantiene attorno a 0,1 dB/km, garantendo una larghezza di banda di ben 18 THz. Cosa che, secondo i ricercatori, rappresenta un incremento del 260%, rispetto alle fibre attualmente impiegate.

Le simulazioni condotte dagli scienziati, nello specifico suggeriscono che, con ulteriori perfezionamenti, è possibile ridurre ancor di più le perdite. Un nucleo d’aria più ampio, e un rivestimento esterno più spesso, che potrebbero abbassare ulteriormente l’attenuazione, aprendo quindi scenari inediti anche per applicazioni come la trasmissione a lunga distanza, di raggi laser.

Verso una nuova era delle telecomunicazioni

Secondo gli autori dello studio, questa tecnologia potrebbe inaugurare una nuova era delle comunicazioni a lunga distanza, riducendo il numero di amplificatori necessari, e migliorando (al tempo stesso) l’efficienza energetica delle reti. Trattandosi di un vero passo decisivo, per supportare la crescita esponenziale del traffico dati globale.

Come evidenziato da cosmomagazine.com, dunque, le fibre ottiche a nucleo cavo potrebbero diventare un punto di riferimento, nel settore delle telecomunicazioni. E nonostante siano necessari ulteriori studi e perfezionamenti, gli esperti ritengono che quest’innovazione abbia il potenziale per consentire il prossimo grande salto tecnologico, nella trasmissione dei dati, con vantaggi enormi per l’economia digitale, e la società connessa del futuro.