Material orgánico para acelerar Internet

Cualquier conexión de Internet domiciliaria puede manejar un flujo de datos de alrededor de 2 o 3 megabits por segundo. Existen conexiones mejores y, sin dudas, peores. Pero unas pequeñas moléculas orgánicas sensibles a la luz pueden ser la clave para elevar esta velocidad de una forma extraordinaria: pueden trabajar con datos a 42,7 gigabits por segundo.

Es posible que nunca nos resulte suficiente la velocidad a la que conectamos entre si nuestros ordenadores. A medida que mejora nuestra capacidad para manejar flujos de datos a mayor velocidad, también se incrementa el volumen de datos que intentamos transmitir. Hace años, una conexión entre dos ordenadores vía modem podía enviar solo 300 bits por segundo. Solamente unos 33 caracteres ASCII, si tenemos en cuenta que por cada 8 bits transmitidos se empleaba uno a modo de un rudimentario sistema de corrección de errores. Al poco tiempo pasamos a 2400 bits, luego 4800, 9600, 14400 y en algún momento dimos el salto a los 33600 e incluso 56400. Durante algún tiempo parecía que no íbamos a necesitar nada mejor que eso. Pronto nos dimos cuenta que era un desperdicio limitarnos a transmitir bytes que representaran texto, y comenzamos a explorar la posibilidad de enviar sonidos (telefonía IP), imágenes, e incluso algunos comenzaron a soñar con el video online. Los días del “dial up” estaban contados.

Las conexiones denominadas “de banda ancha” multiplicaron por 10, por 20 y hasta por 100 nuestra capacidad de transmitir datos. Hoy día cualquier ordenador con una conexión a Internet considerada “normal” puede establecer una comunicación mediante audio y video con otro situado en cualquier parte del mundo sin despeinarse. Poco a poco vamos descartando el cobre como columna vertebral de nuestro cableado de red y lo reemplazamos por cristalinas fibras ópticas. Pero, por supuesto, queremos más. Podemos descargar el contenido de un CD de audio en unos minutos, pero nos gustaría mucho poder hacerlo en segundos. Hemos saboreado las mieles del video HD, y queremos tenerlo disponible en tiempo real. A pantalla completa y en 3D. O sea, el ancho de banda disponible nunca es suficiente. Afortunadamente, investigadores de todo el mundo se queman las pestañas experimentando nuevas formas de aumentar nuestra capacidad para manejar flujos de datos.

Uno de esos investigadores es Ivan Biaggio, un profesor de física asociado en la Universidad de Lehigh. Ivan forma parte de un equipo internacional de investigadores que ha desarrollado un material orgánico con una calidad óptica sin precedentes y una enorme capacidad para mediar en la interacción entre ondas lumínicas. Biaggio ha trabajado muy duro para lograr la integración de este material con la tecnología de silicio que utilizamos en la mayoría de nuestros chips, y ha conseguido unos dispositivos que pueden ser utilizados como parte de los sistemas ópticos de telecomunicaciones.

El material se basa en unas pequeñas moléculas orgánicas que poseen una “alta susceptibilidad óptica no lineal”. Biaggio explica que este material, de alguna forma, copia el comportamiento de los copos de nieve al cubrir el espacio entre los ladrillos de una pared. Sus moléculas completan homogéneamente los espacios entre las “guías” que conducen las ondas a través del silicio. Todo esto funciona a una escala muy pequeña: las ranuras miden sólo unas decenas de nanómetros de ancho (un nanómetro es una milmillonésima parte de un metro). Para tener una idea, eso es lo que miden doce átomos de carbono puestos a la par.  “Hemos sido capaces de construir estas películas tan delgadas combinando moléculas en un material que es totalmente transparente, plano, y libre de cualquier irregularidad que pudieran afectar sus propiedades ópticas”, dice Biaggio.

A la hora de hacer pruebas, un dispositivo híbrido basado en las moléculas orgánicas diseñadas por el equipo de Biaggio fue capaz de extraer cada cuarto bit de un flujo de datos de 170 gigabits por segundo,  y demultiplexar datos a 42,7 gigabits por segundo. “Demultiplexar” es el proceso por el cual se extrae una señal de un flujo de datos que contiene varias. El investigador cree que este enfoque tiene un tremendo potencial. El uso de moléculas orgánicas capaces de trabajar con la luz podría ayudarnos a dar un salto más en la velocidad de nuestras conexiones. Esto nos permitiría sentirnos cómodos durante algún tiempo, descargando DVDs completos en segundos, hasta que descubramos que podemos utilizar Internet para alguna otra cosa que requiera 100 veces más ancho de banda. Y todo volvería a comenzar.