Американские инженеры разработали беспроводную технологию передачи данных, которая полностью исключает необходимость в энергозатратном радиосигнале. Метод использует естественные колебания электронов в проводниках — так называемый тепловой шум, который раньше считался исключительно помехой для связи. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Команда исследователей из Стэнфордского университета под руководством профессора Зерины Капетанович создала систему, работающую на основе базовых законов термодинамики. Тепловой шум — это повсеместное статическое электричество, возникающее из-за хаотичного дрожания заряженных частиц внутри любых электрических цепей. В зависимости от внешних факторов эти микрочастицы колеблются быстрее или медленнее. Чтобы превратить этот хаос в контролируемый поток информации, ученые заставили передатчик с антенной циклически переключаться между двумя режимами электрической цепи — разомкнутой и замкнутой накоротко. Одно состояние компьютерная логика считывала как цифровую единицу, а второе — как ноль.
В ходе экспериментов в изолированной от внешних радиоволн барокамере ученые обнаружили физический парадокс: система стабильно отправляла бинарный код, даже находясь при обычной комнатной температуре. Как объяснил соавтор работы Джозеф Кан, в момент переключения режимов цепи антенна начинает отражать фоновый шум обратно к приемнику. Для чувствительных датчиков принимающей стороны этот отраженный шум выглядит то чуть «горячее», то «холоднее», хотя фактического изменения температуры элементов не происходит. Чувствительный приемник улавливает эти волновые паттерны, усиливает их и расшифровывает отправленные биты информации.
Такой подход позволяет сократить потребление энергии беспроводными датчиками почти в 1000 раз по сравнению со стандартными передатчиками Bluetooth или Wi-Fi. Изобретение пока находится на стадии лабораторного прототипа, а скорость передачи данных имеет строгие ограничения. Тем не менее авторы разработки уверены, что технология станет незаменимой в экологическом мониторинге, сельском хозяйстве и для обслуживания медицинского оборудования, чувствительного к электромагнитному излучению обычных радиостанций.
Обложка: magnific
