现代生活在很大程度上依赖于高效的信息编码传输。随着科技的飞速发展，人们对于数据传输的速度和容量要求越来越高。一种常见的方法是用激光对数据进行编码，然后通过光纤电缆发送。随着数据容量需求的不断增长，传统的编码方式已经难以满足人们的需求，这就迫切需要我们不断寻找更好的编码方式。

阿尔托大学应用物理系的研究人员带来了令人振奋的成果 —— 创造出了可以携带信息的微小光 “飓风”，也就是旋涡。这种创新技术基于操纵与电场相互作用的金属纳米粒子，其设计基于准晶体几何结构。博士研究员克里斯蒂安 - 阿尔亚斯构思了这一设计，博士研究员亚尼 - 塔斯基宁通过实验将其实现，他们都是佩维 - 托尔马教授量子动力学小组的成员。

这一发现代表了物理学的重大进展，为数据传输的创新方法带来了希望。在这种情况下，漩涡就像发生在光束中的飓风，一个平静而黑暗的中心被一圈明亮的光包围着。就像飓风的风眼由于周围的风向不同而显得平静一样，漩涡的风眼由于亮光的电场指向光束两侧的不同方向而显得黑暗。

先前的物理学研究已经将涡旋的种类与产生涡旋的结构的对称性联系起来。如果纳米尺度的粒子排列成正方形，产生的光就只有一个漩涡；六边形产生双漩涡，以此类推。更复杂的漩涡至少需要八边形。而现在，阿尔托大学的研究人员找到了一种方法，可以创造出理论上支持任何类型旋涡的几何形状。

在他们的研究中，研究小组操纵了 10 万个金属纳米粒子，每个粒子的大小约为一根头发丝的百分之一，从而创造出独特的设计。关键在于找到颗粒与所需电场相互作用最小而不是最大的地方。

光飓风基于一种独特的准晶体几何结构。这种设计方法由博士研究员 Kristian Arjas 提出，并由博士研究员 Jani Taskinen 通过实验实现，两人均来自 Päivi Törmä 教授的量子动力学小组。这项研究是关于涡旋的对称性和旋转性之间的关系，即我们可以用什么样的对称性产生什么样的涡旋。我们的准晶体设计介于有序和混乱之间，正如 Törmä 所说。这种准晶体几何结构为光飓风的产生提供了基础，使得理论上可以支持任何类型的涡流。

在研究中，研究小组操纵了 10 万个金属纳米粒子，每个纳米粒子的大小大约是一根人类头发的百分之一。关键在于找到粒子与所需电场相互作用最少而不是最多的位置。电场有高振动热点和基本死区，研究人员将粒子引入死区，关闭所有其他区域，使我们能够选择具有最有趣特性的场进行应用。通过这种方式，研究小组创造出了独特的设计。在这个过程中，他们需要精确地控制纳米粒子的位置和电场的相互作用，这需要高度的技术和专业知识。例如，他们可能使用先进的显微镜和纳米操纵技术，以确保每个纳米粒子都能准确地放置在所需的位置。这种精确的操纵是创造光飓风的关键步骤之一。

光飓风为数据传输带来了巨大的突破。研究人员解释称，我们可以通过光纤电缆传送这些漩涡，并在目的地打开它们。这一创新方法使得信息能够存储在更小的空间中，极大地提高了数据存储的密度。乐观估计是，这种方法可以达到目前光纤传输信息量的 8 到 16 倍。例如，以往通过传统光纤传输可能需要大量的线缆和设备来满足数据传输需求，而光飓风技术能够在相同的物理空间内传输更多的数据。想象一下，在未来的数据中心或者通信网络中，使用光飓风技术可以大大减少设备的占用空间，降低能源消耗，同时提高数据传输的效率。据统计，目前全球数据量呈爆炸式增长，对高容量传输技术的需求日益迫切。光飓风的出现为解决这一问题提供了有力的方案。