يستخدم العلماء “الضوء السلبي” لإرسال رسائل سرية مخبأة داخل الحرارة

طور الباحثون تقنية لنقل المعلومات بشكل غير مرئي متنكر في شكل إشعاع حراري خلفي. وباستخدام ظاهرة تسمى “الضوء السلبي”، قاموا بنقل 100 كيلوبت من البيانات في الثانية بطريقة لا يمكن اكتشافها على الإطلاق للمراقبين الخارجيين.

تتضمن معظم طرق إخفاء البيانات أثناء النقل إخفاءها بين بيانات أخرى أو تشفيرها بطريقة تجعل من المستحيل قراءتها بدون تشفير أو وسائل أخرى لفك التشفير. وعلى النقيض من ذلك، فإن التقنية الجديدة تجعل من المستحيل تقريبًا اعتراض البيانات لأنه لا يوجد ما يشير إلى إرسالها على الإطلاق. ويمكن أيضًا تشفيرها من خلال الوسائل التقليدية لتعزيز الأمان، حسبما كتب الفريق في ورقة بحثية نُشرت في 5 مارس في المجلة. الضوء: العلوم والتطبيقات.

هذا النقل الخفي ممكن بسبب ظاهرة تسمى “الضوء السلبي”. يعتمد عليه الأشعة تحت الحمراء، وهو النطاق الذي يقع خلف النهاية الحمراء لطيف الضوء المرئي. الأشعة تحت الحمراء غير مرئية بالعين المجردة، ولكن يمكن اكتشافها بالكاميرات الحرارية. نحن نشعر بها على شكل حرارة من الأجسام الدافئة، وجميع الأجسام تنبعث منها وهج خافت في الأشعة تحت الحمراء.

يستمر المقال أدناه

يمكن للتلألؤ السلبي الذي استخدمه الفريق أن يجعل هذا التوهج باهتًا، وليس أكثر سطوعًا. في أ إفادة, مايكل نيلسن، أستاذ الهندسة في جامعة نيو ساوث ويلز سيدني والمؤلف الرئيسي للدراسة، قارنه بمصباح يدوي يمكن أن “يسلط الضوء على الظلام” مقارنة بضوء الخلفية، بدلا من مجرد إطفاءه.

باستخدام أجهزة تسمى الثنائيات الإشعاعية الحرارية، أنشأ الفريق أنماطًا من الحالات الأكثر سطوعًا أو أغمق من المعتاد والتي تم مزجها في “ضوضاء” خلفية الأشعة تحت الحمراء النموذجية ولكن يمكن قراءتها كبيانات بواسطة أجهزة استقبال متخصصة.

وُلدت الثنائيات الإشعاعية الحرارية كجزء من مشروع آخر، أثبت فيه الفريق إمكانية توليد الطاقة الشمسية. حتى بعد غروب الشمس. التقطت تقنية “الطاقة الشمسية الليلية” هذه الأشعة تحت الحمراء التي امتصتها الأرض أثناء النهار وكانت تطلقها ليلاً عندما تبرد. ثم استخدم الفريق الثنائيات الإشعاعية الحرارية لتوليد كمية صغيرة من الطاقة.

وفي حين أن معدل النقل الأولي البالغ 100 كيلوبت في الثانية متواضع للغاية، إلا أن نيلسن قال إنه يمكن تحقيق سرعات أعلى. وكانت العقبة الرئيسية هي توفر بعض الأجهزة الإلكترونية المتطورة التي يحتاجها الفريق. من حيث المبدأ، لا يوجد ما يمنع هذه الطريقة من نقل عشرات الميغابت في الثانية مع الأجهزة الموجودة، مع تصميم أجهزة وكاشف أفضل يرفع السرعة إلى غيغابت في الثانية، كما قال الفريق.

في الواقع، قد يكون من الممكن إنتاج منتج تجاري يقدم معدلات بيانات ميجابت في الثانية في غضون سنوات قليلة فقط. نيد إكينز دوكسوقال أستاذ هندسة الطاقة الكهروضوئية والطاقة المتجددة في جامعة نيو ساوث ويلز والقائد المشارك للبحث في البيان.

باستخدام الجرافين – وهو عبارة عن صفيحة سميكة من ذرة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في نمط قرص العسل – بدلاً من مادة أشباه الموصلات الحالية في الثنائيات، “يمكننا تحقيق معدلات نقل بيانات في نطاق جيجابت في الثانية، إن لم يكن مئات الجيجابت”، كما قال إكينز دوكس.

وسيكون لتحسين أمن البيانات تطبيقات رئيسية في مجموعة متنوعة من الصناعات، بما في ذلك الرعاية الصحية والدفاع والتمويل والتصنيع. يعتقد نيلسن أن أي اتصال يمكن أن يستفيد من الأمان بخلاف التشفير القياسي يمكن أن يستفيد من الاختراق الذي حققه فريقه.

قال نيلسن لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “الميزة الحقيقية لهذه التقنية هي أن الإشارة أو فعل الاتصال نفسه يكون مخفيًا إذا لم يكن لدى مراقب خارجي نفس التقنية المطلوبة لاعتراض الاتصال”.