Nueva tecnología basada en neutrones para las comunicaciones inalámbricas

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Actualmente existen numerosas tecnologías de telecomunicaciones, pero la inmensa mayoría se basan en el uso de ondas electromagnéticas, que se ven afectadas por ciertas limitaciones físicas y por interferencias diversas. Se utilizan en las redes de datos inalámbricas domésticas, públicas y en las telecomunicaciones móviles, y también en la comunicación directa entre dispositivos. Su expansión ha llenado el espacio de ondas que transportan datos por todo el mundo, pero no es el único enfoque para la transmisión de información digital.

En busca de una alternativa a las ondas de radio, un equipo de científicos de la Universidad de Lancaster, en colaboración con el Instituto Jožef Stefan de Eslovenia, ha desarrollado una nueva tecnología de comunicaciones inalámbricas basada en neutrones. Por el momento se trata de un proyecto científico, pero en el futuro podría ofrecer soluciones para los casos de uso donde las comunicaciones basadas en electromagnetismo sufren interferencias graves o, simplemente, no se pueden usar.

Como explican en el artículo técnico que han publicado, han utilizado una fuente nuclear y un colimador para crear una fuente de radiación pulsada que permite la emisión de un flujo de neutrones que transporta datos codificados. Aunque explican que, para llevar esta tecnología al mundo real, los dispositivos deberían tener integrada una fuente pulsada, una tecnología que ya han demostrado anteriormente unos científicos estadounidenses de Sandia National Labs.

Los responsables de esta innovadora tecnología explican que “los neutrones rápidos se propagan significativamente en el espacio libre, con propiedades de interacción que contrastan notablemente con las de la radiación electromagnética”. En sus pruebas han demostrado una configuración de instrumentación nuclear diseñada para transmitir información codificada digitalmente que se transmite mediante neutrones a gran velocidad, y destacan su gran potencial para las comunicaciones inalámbricas.

El uso de neutrones presenta limitaciones obvias, ya que está regulado por cuestiones de seguridad, ya que generan radiación gamma secundaria y la coherencia de los haces puede romperse a causa de la dispersión. Pero estos científicos han logrado enviar y recibir señales codificadas en ASCII, incluyendo letras y números aleatorios, utilizando modulaciones de su fuente pulsada.

Los investigadores puntualizan que esta tecnología no se podrá integrar en dispositivos móviles a corto plazo, debido a la complejidad y el volumen del sistema que han utilizado. Han empleado una fuente radiactiva de californio 252, almacenada en un tanque de acero de un metro cúbico lleno de agua. Además, han tardado 84 segundos en transmitir una palabra de cuatro bits, equivalente a 0,05 bits por segundo, lo que en términos de rendimiento es inviable para las exigencias de las telecomunicaciones actuales.

Pero los científicos explican que se están produciendo avances significativos en la producción y manipulación de neutrones que mejorarían estos parámetros. Concretamente, aluden al trabajo realizado en los laboratorios Sandia, en el que describen un “neutristor”, una fuente de neutrones pulsados transistorizados empaquetados en forma de chip de computador, con unas dimensiones muy reducidas. Este dispositivo es capaz de generar neutrones en un sistema de estado sólido, produciendo pulsos que duran unos 0,5 microsegundos y contienen aproximadamente 10 neutrones, y es posible dar una forma de lente para obtener un haz de iones plano.

Sumando estos y otros esfuerzos, los científicos de la Universidad de Lancaster y el Instituto Jožef Stefan creen que se podrán desarrollar sistemas de telecomunicaciones basados en neutrones para entornos donde no se pueden utilizar cables ni radiaciones electromagnéticas para transmitir datos. Por ejemplo, para enviar datos a través del blindaje de reactores nucleares o mamparos a bordo de barcos y submarinos.