Onde radio come fusilli, il wireless senza confini è italiano

La vorticità delle onde elettromagnetiche permette di inviare e ricevere un numero infinito di canali. A scoprirlo e metterlo in pratica i ricercatori dell'Università di Padova sotto la guida del dottor Fabrizio Tamburini. Una soluzione importante per le trasmissioni wireless, ma anche per lo studio della galassia.



Un gruppo di ricercatori italiani dell'Università di Padova, insieme a colleghi svedesi dell'Angstrom Laboratory, potrebbe aver risolto il problema della congestione radio. Tutto sta nella vorticità delle onde elettromagnetiche, cioé contorcendo le onde radio in una forma che ricorda quella dei fusilli (un tipo di pasta). L'esperimento - pubblicata sul New Journal of Physics - apre alla possibilità di trasmissioni e ricezioni di un numero infinito di canali.
Questa scoperta è molto interessante, perché nell'era digitale le bande di frequenze radio disponibili per trasmettere informazioni diventano sempre minori. "Provate a inviare un messaggio di testo a mezzanotte di Capodanno e capirete quanto sono congestionate le bande", ha dichiarato il dottor Fabrizio Tamburini. La soluzione è manipolare le onde in modo che contengano più di un canale di informazione.
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Un'onda può essere attorcigliata sui propri assi un determinato numero di volte in direzione oraria o anti-oraria, il che significa che può adottare diverse configurazioni. "In una prospettiva tridimensionale, questa fase a spirale sembra un fascio a forma di fusillo. Ognuna di queste onde attorcigliate può essere generata in modo indipendente, propagata e rilevata persino nella stessa banda di frequenza, comportandosi come canali di comunicazione indipendenti", ha dichiarato Tamburini.
Per dimostrarlo i ricercatori hanno trasmesso due onde radio attorcigliate, nella banda dei 2.4 GHz (quella del Wi-Fi), sulla distanza di 442 metri da un faro sull'isola di San Giorgio verso una parabola situata su un balcone di Palazzo Ducale a Venezia, che è stata in grado di captare i due canali separati.
"Entro ragionevoli limiti economici, si può pensare di usare un momento angolare orbitale a cinque stati, da -5 (in senso antiorario) fino a 5 (in senso orario), comprese le onde non attorcigliate. In questo caso, possiamo avere 11 canali in una banda di frequenza. È possibile usare il multiplexing, come una TV digitale, su ognuna di queste per implementare persino più canali sugli stessi stati, il che significa che si potrebbero ottenere 55 canali nella stessa banda di frequenza", ha dichiarato Tamburini.
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"Segnale ricevuto": è il messaggio proiettato sulla facciata di Palazzo Ducale a Venezia che conferma la riuscita dell'esperimento di trasmissione con onde elettromagnetiche vorticose - Immagine: Inaf
"Abbiamo organizzato questo esperimento all’aperto, nello stile di Marconi” spiega Tamburini. “Questo per dimostrare a tutti che per la trasmissione abbiamo utilizzato le proprietà del campo elettromagnetico e non trucchi di elettronica. Abbiamo quindi realizzato in ricezione un semplice interferometro con due antenne, proprio come si fa in radioastronomia, per leggere gli stati di vorticità, mentre in trasmissione abbiamo utilizzato dei paraboloidi modificati ad arte per imprimere delle vorticità nell’onda elettromagnetica. E i due segnali sonori inviati su canali con vorticità diversa sono stati uditi quando abbiamo sintonizzato i ricevitori sui quei canali", ha aggiunto il dottor Tamburini all'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf).
Oltre ad aumentare la quantità di informazioni che passa intorno al nostro pianeta, questa nuova scoperta potrebbe anche contribuire a dare uno sguardo a oggetti lontano nella nostra galassia. I buchi neri, per esempio, sono in costante rotazione e quando le onde li attraversano, sono costrette a girare nello stesso senso del buco nero. Per questo potremmo usare tali onde per studiare il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, chiamato Sagittarius A, e ottenere informazioni cruciali sulla rotazione di questo "mostro".






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