Тимчасової плащ-невидимка може сховати дані, що передаються зі швидкістю 12.7 гігабіт в секунду
В останні кілька років у засобах масової інформації регулярно з'являються повідомлення про розробку пристроїв, так званих "плащів-невидимок", які здатні приховати в просторі будь-які об'єкти, роблячи їх невидимими в світловому або іншому діапазоні електромагнітних хвиль. Але, виявляється, приховувати що-небудь можна не тільки в просторі, але і в часі. Слід зауважити, що приховати в часі можна тільки щось нематеріальне, факт якої-небудь події або передається по оптичному каналу інформацію. Пристрій тимчасового приховування працює за рахунок того, що існує різниця в швидкості розповсюдження світла з різними довжинами хвиль в певному середовищі. Використовуючи "правильну" комбінацію змін довжин хвиль світла можна створити розрив у промені світла, в якому буде ховатися інформація, що передається, а потім відновити промінь світла в його початковий стан.
Тимчасової плащ-невидимка може створити розриви в промені світла, що тривають декілька пікосекунд часу. Але, використовуючи такі короткі проміжки часу не вдасться заховати в розривах досить велику кількість інформації. Дослідники з Корнуельського університету (Cornell University)розробили технологію тимчасового приховування подій, трохи модифікували її, що дозволило з її допомогою приховати сигнали, передані променем світла через оптичне волокно. Коли вмикається пристрій тимчасового плаща-невидимки, інформаційні сигнали просто зникають і їх стає не можна зареєструвати за допомогою звичайних методів. Дослідний зразок такого пристрою виявився здатний приховати половину ширини смуги інформаційного каналу, що в даному випадку склала 12.7 гігабіта в секунду.
У основу пристрої лягли ефект, протилежний відомого ефекту Тальбота, за рахунок якого на відстані від об'єкта створюється дифракційна картина, що повторює рельєф поверхні об'єкта. Але, якщо ефект Тальбота має місце бути в просторі, то зворотний ефект відбувається в часі.
Використовуючи декілька спеціально налаштованих фазових модуляторів і дифракційних пристроїв, дослідники отримали промінь, довжини хвиль фотонів якого були рівномірно розподілені в діапазоні від 1541 нм до 1543 нм. З допомогою особливих оптичних і фізичних прийомів безперервний промінь світла був перетворений в послідовність високоенергетичних коротких імпульсів світла, фотони яких мали довжину хвилі суворо 1542 нм. Коли послідовність цих імпульсів світла потрапляла в спеціальне оптичне приймальний пристрій, вироблялося зворотне перетворення і на виході пристрою виходив промінь світла, повністю відповідний оригінальному променю. Так як вплив зворотного ефекту Тальбота поширюється не на простір, а на час, потік імпульсів світла може поширюватися як завгодно довго, а оригінальний промінь світла буде відновлений у будь-якому випадку.
Для використання описаного принципу дослідники застосували новий спосіб кодування інформації, що полягає в завданні і вимірі співвідношення інтенсивності світла більш високим і більш низької частоти. Логічна одиниця кодувалася більш високою інтенсивністю світла з довжиною хвилі 1543 нм, а логічний нуль - 1541 нм. Але на виході пристрою тимчасового приховування вихідний світло мав фотони тільки однієї довжини хвилі, рівної 1542 нм.
Перевіряючи розроблені принципи, дослідники створили дослідну установку. На початку експериментів вихідний промінь світла був промодулирован синусоїдальної функцією, яка чітко визначалася датчиком при вимкненому пристрої тимчасового приховування. Але тільки варто було включити це пристрій, гармонійні коливання перетворилися в послідовність дуже коротких імпульсів світла і пауз між ними. Після цього дослідники промодулировали світло цифровою інформацією, логічними одиницями і нулями. Пройшовши через пристрій приховування, цифровий сигнал перетворився в щось, що нагадує шум, розібратися в якому не надається можливим.
У своїх експериментах дослідники змогли використовувати 46 відсотків від повної смуги пропускання каналу при передачі прихованої інформації, що в даному випадку склала 12.7 гігабіта в секунду. Але теоретичні розрахунки показали, що використавши три фазових модулятора світла, включених послідовно один за одним, ширина "прихованого" каналу може бути подвоєна, досягнувши 90 відсотків від загальної смуги каналу.
Безперечною перевагою розробленої технології є те, що більша частина використаного обладнання є стандартним обладнанням для оптоволоконних комунікацій, яке випускається серійно різними виробниками. У своїх експериментах дослідники використовували фазові модулятори, виробництва компанії Agilent, і оптоволоконні кабелі компанії Corning. З урахуванням цього не існує великих перешкод до того, щоб почати використовувати технологію тимчасового приховування інформації на практиці найближчим часом для створення комунікаційних мереж з високим ступенем захищеності переданої інформації.