現代生活在很大程度上依賴於將資訊編碼到傳遞工具中。常用的方法是用雷射對資料進行編碼，然後透過光纜發送。對於不斷增長的資訊容量需求，我們需要持續尋找更好的編碼方式。

芬蘭阿爾託大學（Aalto University）應用物理系的研究小組發現了一種新的方法來製造微小的光颶風——科學家稱之為漩渦——可以用它來攜帶資訊。該方法基於操縱與電場相互作用的金屬奈米顆粒。這種設計方法利用準晶體的幾何形狀。這項發現標誌著物理學的一次重大進步，可能帶來全新的訊息傳遞方式。

過去的物理學研究已將漩渦結構的對稱性與漩渦類型連結起來。例如，如果奈米級的粒子排列成正方形，產生的光就會有一個單一的漩渦；六邊形產生雙渦，以此類推。更複雜的漩渦至少需要八角形。

現在，研究小組發現了一種方法，可以創造在理論上支持任意類型渦旋的幾何形狀。

在他們的研究中，研究小組操縱了10萬個金屬奈米粒子，每個奈米粒子的大小大約是一根人類頭髮的百分之一，以創造出他們獨特的設計。這種方法的關鍵在於找到粒子與期望電場相互作用最小的位置，而非最大的位置。

這項發現在非常活躍的光拓樸研究領域開闢了豐富的未來研究。它也代表了在需要光進行編碼訊息傳輸的領域（如電信）中，一個強大傳輸方式的初期階段。

研究人員解釋稱，我們可以透過光纖電纜傳送這些漩渦，並在目的地打開它們。這將使我們能夠將資訊儲存在更小的空間中，並一次傳輸更多的資訊。樂觀估計是，這種方法可以達到目前光纖傳輸資訊量的8到16倍。

該團隊在其開創性研究中使用了用於奈米、微米和量子技術的太田奈米研究基礎設施。

研究成果於11月初發表在《自然-通訊》：  https://www.nature.com/articles/s41467-024-53952-5