doi.org/10.1063/5.0218207
Credibilidade: 999
#Eletromagnético
Anéis de vórtice, tanto no ar quanto em ondas eletromagnéticas, são estruturas fascinantes. Pesquisas recentes desenvolveram métodos para emitir anéis de vórtice eletromagnéticos, oferecendo aplicações potenciais em comunicação, sensoriamento e processamento de dados. Essa tecnologia pode revolucionar redes sem fio e abrir caminho para inovações em armazenamento de dados e metrologia.
Anéis de vórtice, um fenômeno natural misterioso e fascinante, exibem estruturas e comportamentos de tirar o fôlego tanto no ar quanto nas ondas eletromagnéticas. Imagine um canhão de ar que pode disparar anéis de vórtice, criando um vórtice de ar perfeito que viaja graciosamente pelo ar como se uma mão invisível estivesse esboçando uma curva elegante no céu. Este fenômeno de vórtice não é apenas um espetáculo da física, mas uma obra-prima da natureza.
A criação de vórtices de ar é uma mistura cativante de ciência e estética. Quando um canhão de ar dispara, a diferença instantânea de pressão faz com que o ar forme uma estrutura de anel rotativo que se propaga de forma constante pelo ar, exibindo a forma e a dinâmica únicas do vórtice.
Anéis de vórtice eletromagnéticos:
Aplicando o mesmo princípio às ondas eletromagnéticas, podemos imaginar um “canhão de vórtice eletromagnético” que emite diretamente anéis de vórtice eletromagnéticos. Graças aos esforços dedicados dos pesquisadores, este conceito está gradualmente se tornando uma realidade. Recentemente, o Professor Associado Ren Wang da Universidade de Ciência Eletrônica e Tecnologia da China, o Professor Assistente Yijie Shen da Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura e seus colaboradores da Universidade de Southampton no Reino Unido propuseram um método usando antenas coaxiais de corneta para emitir vórtices eletromagnéticos diretamente.
Eles observaram as características de propagação resilientes e as estruturas topológicas de skyrmions desses vórtices. Seu trabalho foi publicado como um Artigo em Destaque na Applied Physics Reviews.
Princípios operacionais do canhão de vórtice eletromagnético
Esses cientistas resumem o princípio operacional de seu canhão eletromagnético: “O princípio envolve a utilização de antenas coaxiais cônicas de banda ultralarga, polarizadas radialmente, para criar uma estrutura de onda eletromagnética rotativa. Quando a antena emite, ela gera uma diferença de pressão instantânea que forma esses anéis de vórtice, que mantêm sua forma e energia em longas distâncias. A singularidade desse método está em sua capacidade de produzir pulsos eletromagnéticos com características topológicas complexas, como skyrmions, que apresentam notável resiliência e propriedades de autocura durante a propagação.”
Aplicações em comunicação e detecção:
“As aplicações potenciais dessa tecnologia são vastas e empolgantes. Em sistemas de comunicação de alta capacidade, esses pulsos de vórtice podem revolucionar a forma como transmitimos informações, oferecendo métodos eficientes e robustos de codificação de dados. As características espectrais e de polarização exclusivas dos anéis de vórtice permitem que eles carreguem mais informações em comparação com as ondas tradicionais, tornando-os candidatos ideais para redes de comunicação de última geração. Além disso, sua capacidade de manter a integridade estrutural mesmo na presença de perturbações ambientais os posiciona como ferramentas valiosas em sensoriamento remoto e detecção de alvos. Ao analisar os padrões exclusivos desses pulsos de vórtice, podemos desenvolver métodos mais precisos e confiáveis “”para detectar e localizar objetos, seja em sistemas de defesa ou exploração espacial”, preveem os cientistas.
“À medida que refletimos sobre as implicações de nossas descobertas, estou particularmente animado sobre como essa pesquisa pode levar a avanços inovadores em metrologia e processamento de informações. A inseparabilidade espaço-temporal dos pulsos de vórtice fornece uma base para o desenvolvimento de novas técnicas em codificação de dados complexos e medições de alta precisão.
Além disso, as texturas skyrmion incorporadas nos anéis de vórtice oferecem possibilidades intrigantes para armazenamento e processamento de dados topológicos, potencialmente levando a maneiras mais eficientes de gerenciar e analisar grandes conjuntos de dados. Este trabalho não apenas demonstra a incrível versatilidade dos anéis de vórtice eletromagnéticos, mas também prepara o cenário para futuras inovações em tecnologia sem fio, criando oportunidades para redefinir nossa compreensão dos fenômenos eletromagnéticos”, acrescentaram os cientistas.
Publicado em 11/09/2024 22h11
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