Viviamo in un'epoca di informazioni a lungo raggio trasmesse o dalla fibra ottica sotterranea o dai satelliti radio. Ma il throughput oggi è così grande che la radiofrequenza non è più sufficiente di per sé. La ricerca si sta orientando verso l'utilizzo di laser che, anche se tecnicamente complesso, avere diversi vantaggi, soprattutto quando si tratta di sicurezza. Però, questa nuova tecnologia, attualmente in fase di sperimentazione, affronta un grosso problema:le nuvole. A causa della loro densità, le nuvole fermano i raggi laser e rimescolano il trasferimento delle informazioni. Ricercatori dell'Università di Ginevra (UNIGE), Svizzera, hanno ideato un laser ultra-caldo che crea un buco temporaneo nella nuvola, che lascia passare il raggio laser contenente le informazioni. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista ottica .

Sebbene la comunicazione radio satellitare sia potente, non può più stare al passo con la domanda quotidiana di flusso di informazioni. Le sue lunghe lunghezze d'onda limitano la quantità di informazioni trasmesse, mentre le bande di frequenza disponibili sono scarse e sempre più costose. Per di più, la facilità con cui le frequenze radio possono essere catturate pone problemi di sicurezza sempre più acuti, ecco perché la ricerca si sta rivolgendo ai laser. "È una nuova tecnologia piena di promesse, "dice Jean-Pierre Wolf, professore nella Sezione di Fisica della Facoltà di Scienze dell'UNIGE. "Le lunghezze d'onda molto corte possono portare 10, 000 volte più informazioni rispetto alla radiofrequenza, e non ci sono limiti al numero di canali. I laser possono essere utilizzati anche per mirare a una singola persona, il che significa che è una forma di comunicazione altamente sicura."

Ma c'è un problema:i raggi laser non possono penetrare nuvole e nebbia. Quindi se il tempo è brutto, è impossibile trasmettere informazioni utilizzando i laser.

Un laser che perfora le nuvole

Per contrastare questa difficoltà, i ricercatori stanno costruendo stazioni di terra in varie parti del mondo in grado di ricevere segnali laser. L'idea è quella di scegliere la stazione presa di mira dal satellite in base alle condizioni meteorologiche. Sebbene questa soluzione sia già operativa, dipende ancora dalle condizioni meteorologiche. Inoltre crea alcuni problemi per quanto riguarda le impostazioni sul satellite, che devono essere trattati a monte della comunicazione, senza alcuna garanzia che non ci sarà alcuna copertura nuvolosa all'ora stabilita.

"Vogliamo aggirare il problema praticando un foro direttamente attraverso le nuvole in modo che il raggio laser possa attraversarlo, " spiega il professor Wolf. Il suo team ha sviluppato un laser che riscalda l'aria oltre 1, 500 gradi Celsius e produce un'onda d'urto per espellere lateralmente le gocce d'acqua sospese. Questo crea un buco largo pochi centimetri su tutto lo spessore della nuvola. La scoperta di questi laser ultrapotenti ha appena ricevuto il Premio Nobel per la Fisica 2018. "Tutto quello che devi fare è mantenere il raggio laser sul cloud e inviare contemporaneamente il laser che contiene le informazioni, "dice Guillaume Schimmel, un ricercatore nel team guidato da Wolf. "Poi si infila nel buco attraverso il cloud e consente il trasferimento dei dati".

Questo "pulitore laser" è attualmente in fase di test su nuvole artificiali di 50 cm di spessore ma che ne contengono 10, 000 volte più acqua per cm ³ di una nuvola naturale e funziona, anche se la nuvola si muove. "I nostri esperimenti ci consentono di testare un'opacità simile alle nuvole naturali. Ora, si tratterà di farlo su nuvole più spesse fino a un chilometro di spessore, "dice Lupo.

"Si tratta anche di testare diversi tipi di nuvole in termini di densità e altitudine, "aggiunge Schimmel.

Questa nuova tecnologia rappresenta un passo importante verso l'uso commerciale della comunicazione laser satellitare. "Stiamo parlando di una possibile implementazione globale entro il 2025, e la nostra idea è di essere pronti e di consentire ai paesi con il cielo coperto di avere questa tecnologia, "dice il professor Lupo.