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現代生活在很大程度上依賴于將信息編碼到傳遞工具中。一種常用的方法是用激光對數據進行編碼，然后通過光纜發送。對于不斷增長的信息容量需求，我們需要持續尋找更好的編碼方式。 芬蘭阿爾托大學（Aalto University）應用物理系的一個研究小組發現了一種新的方法來制造微小的光颶風——科學家們稱之為漩渦——可以用它來攜帶信息。該方法基于操縱與電場相互作用的金屬納米顆粒。這種設計方法利用準晶體的幾何形狀。這一發現標志著物理學的一次重大進步，可能帶來全新的信息傳輸方式。 以往的物理學研究已將漩渦結構的對稱性與漩渦類型聯系起來。例如，如果納米級的粒子排列成正方形，產生的光就會有一個單一的漩渦；六邊形產生雙渦，以此類推。更復雜的漩渦至少需要八角形。 現在，研究小組發現了一種方法，可以創造在理論上支持任意類型渦旋的幾何形狀。 在他們的研究中，研究小組操縱了10萬個金屬納米粒子，每個納米粒子的大小大約是一根人類頭發的百分之一，以創造出他們獨特的設計。這種方法的關鍵在于找到粒子與期望電場相互作用最小的位置，而非最大的位置。 這一發現在非常活躍的光拓撲研究領域開辟了豐富的未來研究。它還代表了在需要光進行編碼信息傳輸的領域（如電信）中，一個強大傳輸方式的初期階段。 研究人員解釋稱，我們可以通過光纖電纜傳送這些漩渦，并在目的地打開它們。這將使我們能夠將信息存儲在更小的空間中，并一次傳輸更多的信息。樂觀估計是，這種方法可以達到目前光纖傳輸信息量的8到16倍。 這項研究發表在11月初的《自然通訊》（Nature Communications）上。 |
