موجات على شكل معكرونة لولبية لحل مشكلة الازدحام في البث اللاسلكي

أظهرت دراسة جديدة أن علماء فيزياء سويديين وإيطاليين وجدوا ربما حلا لمشكلة ازدحام موجات البث اللاسلكي بإعطاء هذه الموجات شكلا مجدولا قد ينتج قدرة إرسال وتلق لامتناهية.

وبغية اختبار هذا الحل المحتمل، نقل الباحثون شعاعين من هذه الموجات المجدولة بعضها ببعض كالمعكرونة اللولبية (فوزيلي) على مسافة 442 مترا فوق مياه البندقية في ايطاليا. وقد تمكن هوائي مكافئ الشبكة من التقاط شعاعي الموجات المتدفقين ولكن بشكل منفصل.

ويستند هذا الاختراع إلى ظاهرة "العزم الحركي الزاوي" في فيزياء الكم التي تشمل قوانين الذرات والجزيئات.

ونشر هذا البحث في المجلة البريطانية "نيو جورنال أوف فيزيكس" في عددها الصادر في الثاني من آذار.

ويشرح فابريتزيو تامبوريني من جامعة بادوا في ايطاليا أن الموجة يمكنها الالتفاف حول محورها مرات عدة باتجاه عقارب الساعة أو بالاتجاه المعاكس، ما يعني أنه يمكن إعطاؤها أشكالا متعددة.

ويوضح قائلا "إذا نظرنا إلى شكل الموجات المجدول بالأبعاد الثلاثية نجد أنه يشبه شكل المعكرونة اللولبية. وبالتالي، يمكن أن يتولد كل شعاع من شعاعات الموجة على حدة وبشكل منفصل وأن تنتشر كل الشعاعات في نطاق الموجات نفسه على أن يعمل كل منها وكأنه قناة منفصلة عن الأخرى".

وباختصار "يمكن اللجوء إلى هذه الطريقة لزيادة قدرات البث اللاسلكي بشكل ملحوظ من دون زيادة عرض الموجة".

ويشرح الباحثون أنه من الممكن مثلا استعمال خمس حالات من العزم الحركي الزاوي بإعطاء الموجات شكلا مجدولا للحصول على إحدى عشرة قناة في نطاق موجات واحدة.

ويقول فابريتزيو تامبوريني إنه "من الممكن أيضا اللجوء إلى تقنية الإرسال المتعدد كما في التلفزيونات الرقمية، ما يسمح بالحصول على 55 قناة في نطاق الموجات نفسه".

ويوضح الباحثون أنه بينما لا يزال العالم يتأقلم مع الثورة الرقمية في ظل تكاثر الهواتف المحمولة "الذكية" والانترنت اللاسلكي والتلفزيونات عالية الدقة، سيشهد نطاق الموجات اللاسلكية تقلصا سريعا.