Escondendo dados na dualidade espaço-tempo

Em 1905, o genial físico alemão Albert Einstein afirmou que tempo e espaço são relativos e estão profundamente entrelaçados. Por fim, em 1916, Einstein examinou a influência do espaço e do tempo na atração entre os corpos e redefiniu a gravidade – até então, a inquestionável física clássica de Isaac Newton (1642-1727) considerava apenas a ação da massa dos corpos. Sua Teoria da Relatividade, definida em uma frase dele mesmo, nos deixou mais próximos de “entender a mente de Deus”.

Cientistas da Purdue University, no Estado americano de Indiana, disseram ter conseguido criar uma espécie de “manto de invisibilidade” que conseguiria esconder eventos contínuos em um feixe luz. O “manto” funciona ao manipular a velocidade da luz em fibras ópticas fazendo com que interações que ocorrem nos “buracos do tempo” criados por ele não possam ser detectadas. Os resultados de seus experimentos foram publicados na revista Nature.

A técnica, como explica Greg Gbur, especialista em física óptica da Universidade da Carolina do Norte, não implica em uma “manipulação do tempo”, mas sim em uma “manipulação da luz”. Gbur não faz parte da equipe que realizou a pesquisa, mas acredita que ela representa um avanço importante na área. “Em seu primeiro estudo sobre o ‘manto do tempo’, eles discutiram a possibilidade de esconder eventos de alguns bilionésimos de segundo de vez em quando. Agora, estão contemplando a possibilidade de esconder os dados transmitidos em 46% do tempo total considerado”, diz Gbur. “Isso sugere que a técnica deixou de ser uma curiosidade para ser algo que poderia ser utilizado em comunicações ópticas e processamento de dados.”

Para Ortwin Hess, físico do Imperial College London, o estudo é “notável”. Ele diz que uma parte importante do trabalho explora a dualidade espaço-tempo. “(Esse estudo) mostra como os princípios de espaço-tempo podem ser usados na óptica. As ‘capas de invisibilidade’ já estudadas também são interessantes, pois mudam o que vemos no espaço. Mas agora podemos mudar a maneira como a luz, e, portanto, as informações, comportam-se no espaço e no tempo”, disse Hess. De acordo com o físico, a pesquisa teria várias aplicações práticas. Ela poderia ajudar a tornar certos dados invioláveis.

Entre os potenciais interessados nessa tecnologia em desenvolvimento estariam governos e grandes empresas que lidam com informações sensíveis ou confidenciais.

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An invisibility time cloak has been developed, and no — not by Harry Potter or  some other wizard, but by scientists. The cloak is able to hide events in a continuous stream of light. If it doesn’t use magic, then how does the invisibility time cloak work?

The speed of light, represented in the form of a beam of light, is manipulated within optic fibers. Any action which then takes place during this “hole in time” cannot be detected. The time cloak that the scientists created tears a hole in time itself, allowing data to be hidden and transmitted over fiber optic cables without ever showing it was there.

The research the scientists did to create their current version of an invisibility time cloak built upon a time cloak described last year. Then, the story broke that scientists had invented a time cloak, but that version was only able to hide single brief events of time in an optical beam. Information and data is hidden by the new type of invisibility cloak, rather than the spatial objects other such efforts have concentrated on hiding. Events, rather than objects, are hidden.

A Purdue University team in Indiana has shown events in the path of a continuous light beam can be hidden by having several “holes in time” utilized. The researchers were able to cloak nearly half the data the researchers put in the beam of light’s path, which they would otherwise be able to detect.

Cloaking, as the name suggests,  is where an object or event is hidden from vision. Frequencies of light or sound can be cloaked.  Stealth war planes, for example, can be difficult to detect on enemy radar. “We were able to push the light forward and back using commercial telecoms components, that are controlled by electrical signals,” said Andrew Weiner, co-author of the paper. “When one sends high-speed data over an optical fibre in the existing infrastructure, in many cases it’s just 1′s and 0′s (binary code).”

Light is bent by using phase modulators, a common piece of optical equipment. The cloaking device hides data in time itself. This device is based on a principle known as the Talbot effect. This effect  creates repeated self-images of a grating when light passes through it from different directions. The cloaking device creates a laser pulse packed with data, then closes it back up again.

There are two phase modulators at each end of the communications stream, These speed up the front end of waves and slow down their trailing edges. When the crest from one wave packet aligns with the trough of another wave, it makes it look like no signal was ever sent.

Andrew Weiner of Purdue University was the leader of the team of researchers. The team discovered that this effect could cloak transmitted data at 12.7 gigabits per second – fast enough for fiber optic communications. Though called a time cloak, it’s actually “not a manipulation of time, it’s a manipulation of light” according to Greg Gbur, a specialist in optical physics at the University of North Carolina at Charlotte.

The researcher was not involved in the study, but stated it showed a huge advance in the work on the time cloak. The research has several possible applications, such as in making data more tamper proof. It could also be used to monitor “undesirable communication” and could be used by governments or large firms that handle sensitive or confidential information. In theory, the invisibility cloak could even one day be used by a thief to rob a bank. The CCTVs would not record his image until after he was gone.

The study is published in the journal Nature of June 5.