Mi lenne, ha azt mondanánk, hogy a villámgyors vezeték nélküli kommunikáció egyik kulcsszereplője az irodád fala lesz? Kanadai kutatók találtak működő mechanizmust a metaanyagra érkező és onnan visszatükröződő fénysugarak manipulálására, amelyek így nagyobb adatforgalmat képesek közvetíteni, egyetlen frekvencián. A technológia az 5G-nél is forradalmibb változást idézhet elő, és újraírhatja a szabályokat – nemcsak a mindennapi kommunikációban, hanem az iparban is.
George Eleftheriades professzor és Sajjad Taravati doktoranduszhallgató a Torontói Egyetem Alkalmazott Tudományok és Mérnöki Tanszékén kísérletezte ki a módszert, amitől nem kevesebbet várnak, mint hogy megduplázza a létező hálózatok adatforgalmát. A Science Daily beszámolója szerint ehhez olyan szintetikus struktúrájú metaanyagokat használtak, amelyek kisebbek, mint a manipulálni kívánt fény hullámhossza. Egész konkrétan húszmilliméteres egységcellák ismétlődéséről van szó, amelyeken a – például mobiltelefonok jeleinek továbbítására alkalmas – mikrohullámok egyetlen homogén objektumot, ún. „metafelületet” alkotnak.
A bizonyítás a non-reciprocitás elvén nyugszik, amit a legegyszerűbben egy tükör működésével lehet szemléltetni. Ha meglátsz valakit a tükörben, akkor ő is lát téged, hiszen a fény megpattan az üvegen, és azonos irányban halad visszafelé, vagyis reciprocitás lép fel. A tudósok egy ehhez hasonló folyamat tükröződéstől megfosztott változatát idézték elő úgy, hogy a fény beesési és visszatérési szögét megváltoztatták. „Ez olyan, mintha te látnál valakit a tükörben, de ő téged nem”, magyarázta Eleftheriades.
A non-reciprocitás állapotában lévő metaanyagokat fel lehet használni a beérkező fénysugarak irányának és erősségének szabályozására, ami rendkívül hasznos lehet gyógyászati képalkotó és álcázási folyamatok, esetleg műholdas kommunikáció során, de az intelligens metafelület fokozott irányíthatósága komoly hatást gyakorol a vezeték nélküli adatforgalomra is.
A jelek oda-vissza tükröződését a mindennapokban is megtapasztalod, például akkor, amikor egy telefonbeszélgetést bonyolítasz le. Az adótornyok mikrohullámokat küldenek a mobilodra, ami ugyanabba az irányba visszaküldi azokat. Ilyenkor nem egyetlen csatornán beszélsz, és hallgatod a másik felet, mert az interferencia miatt nem tudnád megkülönböztetni a partner hangját a sajátodtól. Az Eleftheriades és Taravati által kidolgozott módszer éppen azt teszi lehetővé, hogy a kétirányú adatforgalom ugyanazon a csatornán történjen, ráadásul egy időben, ami már az 5G-n is túlmutat, hiszen ott ugyancsak lehetséges az azonos frekvencia használata, de csak leheletnyi késleltetéssel.
A metaanyagos technológia tényleg forradalmi lehet, mivel az adatok a térbeli elkülönülésnek köszönhetően egy frekvencián tudnak oda-vissza rohangálni, ami megduplázza egy rendszer kapacitását. A kutatók azt vizionáljak, hogy a megoldásuk 3-5 éven belül készen áll a széles körű felhasználásra, és beépíthető lesz akár egy gyártócsarnok vagy iroda falába is – komolyan fokozva ezzel a telepített 5G vagy IIoT alkalmazások teljesítményét.
Gábor János, NEW technology