Twoja wyszukiwarka

MAGDALENA PECUL
OSWAJANIE CHAOSU
Wiedza i Życie nr 7/1998
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/1998

Większość użytkowników laserów (a jest ich coraz więcej) zdenerwowałaby się, widząc, że natężenie światła emitowanego przez to kosztowne urządzenie zmienia się w czasie w sposób kompletnie nieprzewidywalny. Znaleźli się jednak ludzie - zespoły naukowców z University of California w San Diego i Georgia Institute of Technology - którzy zakłócenia te potrafią wykorzystać. Pozornie przypadkowe wahania w pracy lasera są bowiem przejawem chaosu deterministycznego, konsekwencją nieliniowości równań rządzących emisją laserową, a wykorzystanie polega na zaprzęgnięciu ich do przesyłania informacji.

Mapa bifurkacji dla kaskady Feigenbauma - najbardziej znanego modelu zjawisk chaotycznych

Fot. Internet

Dotychczasowe sposoby przekazywania informacji za pomocą fal elektromagnetycznych to bądź modulacja amplitudy (AM), bądź fazy (FM). Nowatorskie rozwiązanie polega na zakodowaniu informacji w chaotycznych fluktuacjach emisji lasera. W gruncie rzeczy odbywa się to podobnie jak w bardziej konwencjonalnych technikach: potrzebny jest nadajnik, przekaźnik i odbiornik, w którym to informacja jest dekodowana.

Nadajnikiem jest tutaj chaotyczny laser, do którego wprowadzana jest wiązka z innego lasera, zmodulowana proporcjonalnie do informacji. W laserze-nadajniku zakodowana informacja miesza się w skomplikowany nieliniowy sposób z chaotycznymi fluktuacjami, czemu służy wmontowany wzmacniacz kwantowy. W końcu chaotyczny sygnał zostaje przesłany do odbiornika, w którym znajduje się wzmacniacz kwantowy o identycznych właściwościach, co w nadajniku. Pozwala to na wydobycie z chaotycznego sygnału wiernej kopii pierwotnej wiadomości.

Idea przekazywania informacji przez dodanie jej do chaotycznego sygnału pojawiła się już kilka lat temu, ale dopiero teraz osiągnięto dużą szybkość przesyłania informacji - do 150 Mbit/s. Zanim stanie się to czymś więcej niż tylko laboratoryjną ciekawostką, trzeba będzie jeszcze rozwiązać wiele problemów, m.in. usprawnić detektor optyczny - użyty w tym zestawie działa zbyt wolno.

Konstruktorzy opisanego układu laserów wierzą, że to dopiero początek wykorzystywania przez ludzi "oswojonego" chaosu w różnych jego przejawach: optycznych, biologicznych, chemicznych, elektrycznych i mechanicznych.

"Science", 5354/1998