Un team di ricerca dell'Università di Osaka ha introdotto un nuovo rilevatore di terahertz che consente una comunicazione dati wireless estremamente rapida e un radar altamente sensibile utilizzando una gamma di frequenze con cui in precedenza era molto difficile lavorare. Il loro approccio ha combinato un'elettronica sensibile e un nuovo metodo per gestire le alte frequenze per raggiungere l'obiettivo a lungo cercato di utilizzare la radiazione terahertz per inviare e ricevere dati wireless. La trasmissione record di 30 gigabit al secondo in tempo reale senza errori che hanno ottenuto potrebbe aprire la strada alla tecnologia di rete cellulare di prossima generazione (6G).

I dati wireless sono molto richiesti. Non solo i telefoni cellulari hanno bisogno di velocità elevate per lo streaming di video in movimento, ma alcune persone che vivono nelle aree rurali si affidano interamente al wireless per le connessioni a banda larga domestiche. Radiazione terahertz:onde elettromagnetiche con frequenze intorno a 10 ¹² cicli al secondo, è stato a lungo allettante sia per gli scienziati che per le compagnie di telefonia cellulare. L'alta frequenza della radiazione terahertz consentirebbe di trasmettere più dati al secondo, rispetto allo standard attuale di circa 800 MHz. Però, un pratico ricevitore terahertz è rimasto inafferrabile, per due ragioni principali. Primo, le oscillazioni elettromagnetiche sono troppo veloci per essere gestite dall'elettronica convenzionale, e sia l'oscillatore terahertz che il rivelatore hanno scarsa efficienza. Secondo, il rumore termico del rilevatore di temperatura ambiente oscura i segnali ricevuti sopra.

Ora, i ricercatori dell'Università di Osaka hanno inventato un nuovo ricevitore che non solo supera questi ostacoli, ha anche stabilito il record per la velocità di trasmissione in tempo reale senza errori più veloce fino ad oggi. Hanno usato uno speciale componente elettronico chiamato diodo tunnel risonante. A differenza della normale elettronica, per la quale la corrente aumenta sempre a tensioni maggiori, in un diodo a effetto tunnel risonante, c'è una specifica tensione "risonante" che produce la corrente di picco. Così, esiste una regione in cui la corrente cade effettivamente all'aumentare della tensione. Questo comportamento non lineare consente agli scienziati di sincronizzare i segnali terahertz ricevuti rapidamente con un oscillatore elettronico interno nel dispositivo, e quindi separare i dati dall'onda portante. Alla fine, la sensibilità è stata aumentata di un fattore 10, 000. "Tra tutti i sistemi elettronici, il nostro ha raggiunto la più alta velocità di trasmissione dati wireless senza errori, " dice il primo autore Yousuke Nishida.

Le torri dei telefoni cellulari non sono gli unici posti in cui potresti trovare radiazioni terahertz in futuro. "Questa tecnologia può essere utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni, oltre alla comunicazione wireless 6G di nuova generazione. Questi includono il rilevamento spettroscopico, controllo non distruttivo, e radar ad alta risoluzione, " aggiunge l'autore corrispondente Masayuki Fujita.