Onde radio entortillée
Université de Padoue
Une fréquence, un canal. Jusqu'à présent les transmissions radio ou télévisées fonctionnaient sur ce principe (en mettant de côté les technologies utilisant des multiplexeurs, qui permettent de concentrer sur une même voie de transmission différents signaux). Aujourd'hui sur une fréquence, on peut avoir 11 canaux, et même 55 grâce aux multiplexeurs. Cette découverte est le résultat obtenu par l'équipe de Fabrizio Tamburini, de l'Université de Padoue, en collaboration avec les chercheurs de l'Institut Suisse de Physique de l'Espace de Uppsala. Les scientifiques ont découvert comment entortiller les ondes radio, en leur donnant la forme des fusilli (pates en forme de tire-bouchon), pour reprendre la comparaison faite par les chercheurs eux-mêmes.
L'étude publiée sur le New Journal of Physics révèle pour la première fois la capacité des ondes radio à s'entortiller en formes de spirales, sur elles même, un certain nombre de fois, dans le sens trigonométrique, ou anti-trigonométrique, en adoptant des configurations différentes. Jusqu'à présent les propriétés de torsion avaient été observées dans les ondes du domaine du visible, mais jamais dans les ondes radio, et elles étaient utilisées dans les nanotechnologies, plus spécialement pour manipuler les nanoparticules. "Chacune de ces ondes entortillées peut être générée, propagée, et reçue indépendamment, dans chaque bande unique de fréquence, en se comportant comme un canal de communication unique", explique le professeur Tamburini. Donc dans une même fréquence, il peut être transmis plusieurs canaux, chacun avec une information différente. Une multiplication qui permettrait de résoudre le problème de la constante diminution de fréquences radio disponibles pour la communication mobile, la Wi-Fi, la télévision numérique...
Pour annoncer au grand public leur résultat, les scientifiques ont choisi une démonstration spectaculaire. L'été dernier, à Venise, les chercheurs ont transmis deux ondes entortillées de façons différentes (avec différents vortex, en jargons de physiciens) - donc deux canaux différents - sur une même bande de fréquence (2,4 GHz), de l'île de Saint George, jusqu'à un interféromètre avec deux antennes récepteurs, placé sur le balcon du Palais Ducale à 442 mètres de distances. Pour recevoir le signal, l'interféromètre a été simplement synchronisé sur l'un ou l'autre des canaux. L'expérience a été une réussite, et le message "signal reçu" a été projeté en italien sur la façade du Palais Ducale. "Pour des motifs économiques, on peut penser utiliser cinq états de moment angulaire orbital différent dans le sens trigonométrique, et cinq dans le sens anti-trigonométrique, auxquels il faut ajouter celui qui n'est pas entortillé", explique Fabrizio Tamburini. "Ce qui fait un total de 11 canaux sur la même bande de fréquence. Et en utilisant les technologies actuellement disponibles pour la télévision digitale, comme les multiplexeurs, on pourrait obtenir jusqu'à 55 canaux sur la même bande".
Ce ne sont pas seulement les télécommunications qui pourraient tirer profit de cette découverte italienne, mais aussi l'étude de notre galaxie, des mystères du cosmos, et des trous noirs. Ces derniers sont en fait en perpétuelle rotation et quand les ondes électromagnétiques les traversent, elles décrivent un mouvement de torsion, dans le sens de rotation du trou noir. Selon Fabrizio Tamburini, par exemple, un sujet parfait pour les prochaines études sur cette propriété des ondes, pourrait être Sagittarius A, le trou noir super massif au centre de la voie lactée.
Les fusilli, j’appelle ça des tortillons, Vive la pasta.
