Li-Fi: México torna-se pioneiro em internet por luz

Li-Fi: México torna-se pioneiro em internet por luz: É o primeiro país a colocar no mercado a tecnologia de conexão Li-Fi, que usa luz para substituir Wi-Fi.

Li-Fi

O México tornou-se o primeiro país a colocar no mercado a tecnologia de conexão Li-Fi, que promete substituir a Wi-Fi.

A tecnologia Li-Fi permite a transmissão de áudio, vídeo e internet até 100 vezes mais rápido, através da luz de LEDs e outras luminárias, ou seja, por meio de luz visível, substituindo as ondas de rádio do sistema Wi-Fi.

"Imagine ter internet através de cada luminária, evitando os problemas de velocidade e largura de banda saturadas porque todo mundo está conectado," disse Arturo Campos, responsável pelo lançamento do serviço, chamado LedCom, da empresa Sisoft.

Segundo ele, a taxa de transmissão do LiFi permitirá o aumento da velocidade da internet para até 10 gigabits por segundo em alguns casos, o equivalente ao download de um filme HD em apenas 30 segundos, embora a velocidade dependa da empresa fornecedora.

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E uma já vislumbrada segunda geração da tecnologia poderá alcançar larguras de banda ainda maiores, assim que os lasers brancos consigam sair dos laboratórios.

Custos do Li-Fi

Para transmitir os sinais por luz, os chips Li-Fi da SiSoft foram projetados para captar os sinais do roteador e convertê-los em alterações no brilho emitido pelos LEDs. O receptor é conectado ao computador por uma porta USB.

A empresa anunciou uma capacidade de produção de 10.000 chips Li-Fi por mês.

Campos afirmou que serão colocados no mercado diferentes kits, que variam de cinco lâmpadas até a iluminação completa de uma casa ou escritório, garantindo a transmissão de dados para qualquer canto iluminado.

Os custos vão depender do tipo de luminária, sendo estimados entre 50 e 400 dólares (R$200 a R$1.600), incluindo o transmissor, receptor e a instalação. A estimativa é que as lâmpadas tenham um tempo de vida de dois anos.

Primeiro chip óptico reprogramável

Primeiro chip óptico reprogramável: O circuito integrado fotônico pode multiplicar por milhares de vezes a velocidade do processamento de sinais.

Circuito integrado óptico flexível

Quando construíram o primeiro chip fotônico multiuso, os pesquisadores anunciaram que aquele era um passo essencial rumo a um processador fotônico reprogramável, análogo aos atuais chips eletrônicos FPGA.

O objetivo agora foi alcançado, em escala de laboratório, por José Capmany, Ivana Gasulla e Daniel Pérez, da Universidade Politécnica de Valência, na Espanha.

"De forma similar à invenção dos FPGAs eletrônicos em 1985, a disponibilidade em grande escala de chips ópticos programáveis será um passo importante rumo ao processamento ultrarrápido de sinais de banda larga," comentou o professor Jianping Yao, da Universidade de Ottawa, no Canadá, em comentário publicado pela revista Nature a respeito do feito da equipe espanhola.

"Atualmente a velocidade do processamento digital de sinais é limitada pela velocidade de conversão analógico-para-digital (ADC). O chip ADC mais rápido do mundo [fabricado pela Texas Instruments] pode operar a 1 giga-amostra por segundo, o que corresponde a uma largura de banda de 500 MHz. Para um chip óptico programável em larga escala, a banda de processamento pode ser 1.000 vezes mais larga, centenas de GHz," completou Yao.

Esquema de cada unidade programável do circuito integrado fotônico. [Imagem: José Capmany et al. - 10.1038/nphoton.2015.254]

FPGA fotônicos

FPGA é a sigla de Field-Programmable Gate Array (arranjo de portas programável em campo), um tipo de circuito integrado fabricado para ser configurado pelo projetista após a fabricação - daí o termo "programável em campo" que compõe sua sigla.

A empresa pioneira na fabricação de circuitos integrados FPGA, a Altera, foi recentemente adquirida pela Intel por US$16,7 bilhões, o que mostra o valor e a importância futura dos circuitos integrados ópticos programáveis.

"Trata-se de um primeiro passo rumo a uma nova revolução no campo das telecomunicações. Em um futuro não muito distante, disporemos de circuitos integrados fotônicos genéricos, com uma configuração padrão e um núcleo universal, que poderão ser programados conforme necessário. Sendo um chip genérico, não será necessário modificar os processos de fabricação para cada aplicação," disse o professor Capmany.

Bibliografia:

Microwave photonics: The programmable processor
José Capmany, Ivana Gasulla, Daniel Pérez
Nature Photonics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2015.254

Controle de elétrons produz supercondutividade

Controle de elétrons produz supercondutividade: Eletricidade à parte, manipular elétrons individualmente é outra história - com tantas outras possibilidades de aplicações.

Controle de elétrons individuais

Físicos desenvolveram uma forma de usar campos elétricos e magnéticos externos para controlar elétrons de forma seletiva no interior de materiais com espessura atômica.

Embora toda a tecnologia moderna, dos motores e lâmpadas aos computadores, funcione com base na eletricidade, aproveitando o fluxo de elétrons, manipular elétrons individualmente é outra história - com tantas outras possibilidades de aplicações.

"Os elétrons não são só pequenos e rápidos, eles naturalmente se repelem devido à sua carga elétrica. Eles obedecem às estranhas leis da física quântica, tornando-se difícil controlar seu movimento diretamente," explica o físico brasileiro Antônio Hélio de Castro Neto, atualmente na Universidade Nacional de Cingapura.

Dopagem química

Hoje, para controlar o comportamento dos elétrons, os materiais semicondutores necessitam de uma dopagem química, onde pequenas quantidades de outro material são incorporadas para liberar ou para absorver elétrons, criando uma mudança na concentração de elétrons que pode ser usada para dirigir correntes elétricas - é como se "gotas" de elétrons fossem usadas para controlar "rios" de elétrons.

Ocorre que a dopagem química tem limitações quando não se trata mais de lidar com rios, ou mesmo enxurradas de elétrons, mas apenas com alguns deles, como é necessário nas pesquisas de supercondutores, computação quântica ou mesmo em experimentos de física fundamental.

Isso porque a dopagem gera mudanças químicas irreversíveis no material que está sendo estudado. Além dos átomos dopantes perturbarem a ordem natural do material original - sua estrutura cristalina -, eles geralmente mascaram importantes estados eletrônicos do material puro.

Hoje já se sabe, por exemplo, que até mesmo a adição de um único átomo a outro material pode mudar dramaticamente suas propriedades, o que tem sido visto como uma grande oportunidade de abertura de novas fronteiras tecnológicas.

O experimento chamou a atenção da comunidade ao gerar supercondutividade de forma controlada e reversível. [Imagem: L. J. Li et al. - 10.1038/nature16175]

Gerando supercondutividade

A equipe conseguiu replicar os efeitos da dopagem utilizando apenas campos elétricos e magnéticos externos aplicados a um material monoatômico, o disseleneto de titânio (TiSe2), incorporado em uma amostra de nitreto de boro (hBN).

O controle do comportamento dos elétrons foi feito com precisão e de forma reversível, permitindo que os físicos executassem medições que até agora eram estritamente teóricas.

A finura dos dois materiais é crucial para o efeito ao confinar os elétrons dentro de uma camada bidimensional, onde os campos elétricos e magnéticos apresentam um efeito forte e uniforme.

"Em particular, nós conseguimos levar o material a um estado de supercondutividade, no qual os elétrons se movem através do material sem qualquer perda de calor ou energia," disse o professor Castro Neto.

Como são atomicamente finos, os materiais supercondutores bidimensionais podem ter vantagens em relação aos supercondutores tradicionais em aplicações como equipamentos médicos de ressonância magnética (MRI) menores e até portáteis.

• Estaneno: A um passo da supercondutividade a temperatura ambiente

Bibliografia:

Controlling many-body states by the electric-field effect in a two-dimensional material
L. J. Li, E. C. T. O Farrell, K. P. Loh, G. Eda, B. Özyilmaz, A. H. Castro Neto
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature16175