La prossima rivoluzione di internet potrebbe arrivare attraverso un’innovazione apparentemente semplice, ma destinata a cambiare radicalmente le comunicazioni globali: una fibra ottica con cavi a nucleo vuoto. Al posto del vetro solido tradizionale, i ricercatori dell’Università di Southampton hanno sviluppato una fibra che guida la luce attraverso minuscoli canali d’aria. Questo approccio promette trasmissioni più rapide, efficienti e adatte non solo alle reti attuali, ma anche alle emergenti tecnologie di comunicazione quantistica.
Una fibra ottica “vuota” che trasporta la luce più velocemente
Le fibre ottiche “vuote” non sono una novità assoluta: erano già impiegate in applicazioni specializzate, come collegare unità di calcolo all’interno dei data center, dove la velocità è cruciale. Tuttavia, fino ad oggi erano troppo costose o difficili da produrre su larga scala.
Il team di Southampton ha dedicato più di dieci anni alla perfezione di questo design, studiando una struttura unica composta da cinque piccoli cilindri, ognuno con due cilindri annidati, attaccati al bordo di un cilindro più grande. Questa geometria precisa garantisce che solo specifiche lunghezze d’onda della luce rimangano confinate all’interno del nucleo vuoto, evitando dispersioni e mantenendo i segnali stabili.
Come riporta Interesting Engineering, il cuore dell’innovazione risiede nella sostituzione del vetro con l’aria all’interno dei cavi. Nei cavi ottici convenzionali, circa metà del segnale luminoso si perde ogni 15–20 chilometri, costringendo a installare stazioni di rilancio frequenti per mantenere l’efficienza della rete. Con il design a nucleo vuoto, invece, la luce può percorrere fino a 33 chilometri prima di ridurre di metà la sua intensità, un miglioramento significativo che comporta non solo risparmi economici, ma anche una rete più semplice e veloce.
Oltre a ridurre le perdite di segnale, le fibre “vuote” possono trasportare oltre 1.000 volte la potenza delle versioni tradizionali e trasmettere segnali su un ampio spettro di lunghezze d’onda, inclusi impulsi a singolo fotone, fondamentali per la comunicazione quantistica. Ciò significa che questa tecnologia non solo ottimizza le reti esistenti, ma apre anche nuove possibilità per sistemi di trasmissione dati basati su principi quantistici.
Dal laboratorio al mercato
Uno degli ostacoli principali alla diffusione delle fibre ottiche “vuote” è sempre stato il processo produttivo. A differenza dei cavi convenzionali, realizzati fondendo e allungando vetro solido, il metodo sviluppato a Southampton parte da un preform in vetro largo circa 20 centimetri, con i canali vuoti già incorporati. Durante l’allungamento fino a un diametro di circa 100 micrometri, i canali vengono pressurizzati per mantenere la loro geometria delicata.
La produzione su larga scala è già in fase di sperimentazione. Lumenisity, startup nata dall’università, si occupa della fabbricazione dei nuovi cavi, e l’acquisizione da parte di Microsoft nel 2022 dimostra il forte interesse industriale verso questa tecnologia.
Se le fibre si riveleranno resistenti e convenienti, potranno velocizzare le telecomunicazioni attuali e al contempo supportare la prossima generazione di reti quantistiche.
