5G ganha precisão pela combinação de ondas de luz e som

Uma das fronteiras mais interessantes para a criação de novos sistemas de processamento está nas propriedades da fotônica, que estão sendo pesquisadas para uso em futuros computadores que gastam pouca energia e conseguem lidar com uma base massiva de dados. Essa é uma corrida de velocidade, sempre em busca de formas confiáveis e rápidas de manipulação de micropartículas que possam ser convertidas em sinais binários, em bits, zero e um. No entanto, uma pesquisa feita pelo Instituto de Nanotecnologia e Materiais Avançados da Faculdade de Engenharia da Universidade Bar-Ilan, em Israel, conseguiu obter um efeito contrário, e que pode ser muito interessante: forçar um processamento que seja igualmente confiável, mas muito mais lento do que aquele obtido pela incidência da luz nas partículas nanométricas.

A vantagem dessa transmissão mais lenta é que tarefas importantes de processamento de sinais, como a seleção precisa de canais de frequência, exigem que os dados sejam atrasados ao longo do tempo em dezenas de nanossegundos. As ondas ópticas se propagam por muitos metros dentro desse intervalo, e, por isso, não é possível acomodá-las em um chip de silício. A solução para diminuir a velocidade é transformar os pulsos de luz em ondas sonoras, que se propagam 100 mil vezes mais lentamente, o que permite sua captação por um pequeno chip, antes que ela “vaze” para o ambiente externo.

Colocada a vantagem de se se utilizar as ondas sonoras combinadas com os pulsos de luz, o desafio da equipe de pesquisadores da Universidade Bar-Ilan foi encontrar um material adequado para essa função. O efeito esperado era sabidamente obtido por cristais piezoelétricos, mas os cientistas buscaram uma solução que não adicionasse novos materiais exóticos ao bem conhecido silício usado na computação há muitas décadas. Como alternativa, a equipe trabalhou com a iluminação de metais. A luz de entrada com o sinal irradia um padrão de metal no chip, que se expande ou contrai e tensiona uma superfície de silicone. Com um design adequado, essa tensão inicial pode conduzir ondas acústicas superficiais. Dessa forma, o sinal de interesse é convertido de uma onda óptica para uma acústica com um atraso significativo em um alcance muito curto. Após a propagação, o sinal atrasado pode ser convertido novamente em eletrônico. O sucesso da experiência foi relatado nesta segunda-feira, 16 de setembro, na revista científica Nature Communications.

Novos celulares em banda 5G

“As experiências que combinam áreas de especialização diferentes, como ótica e acústica, têm um incrível potencial de trazer boas surpresas”, diz o especialista em tecnologias disruptivas Arie Halpern, para quem as frentes de trabalho multidisciplinares são uma tendência que está se desenvolvendo nos laboratórios de todo o mundo com bons resultados. A expectativa é que essa técnica de combinação de ondas luminosas e sonoras tenha aplicação relativamente rápida em chips de aparelhos celulares, que teriam assim um tempo adequado para decodificar com precisão os sinais muito complexos da internet 5G.