Em 2012,
pesquisadores japoneses e dinamarqueses, estabeleceram um recorde mundial
transmitindo 1 petabyt de dados, ou seja,
10 mil horas de vídeo de alta definição,
num cabo de 50 km, em um segundo.
Este não era "qualquer" cabo.
Era uma versão simplificada de fibra óptica:
a rede oculta que liga o nosso planeta
e torna a internet possível.
Por décadas, redes de longa distância entre cidades e países
foram transportadas por sinais elétricos,
em fios de cobre.
Isso era lento e ineficiente, os fios limitavam as taxas de dados
e a capacidade era perdida na forma de calor.
Mas no final do século 20,
engenheiros dominaram um método muito superior de transmissão.
Ao invés de metal,
o vidro pode ser cuidadosamente derretido e desenhado em fios de fibra flexível,
centenas de quilômetros de comprimento e não mais espesso que o cabelo humano.
E ao invés de eletricidade,
esses fios carregam pulsos de luz, representando dados digitais.
Mas como a luz viaja dentro do vidro, em vez de apenas passar por ele?
O truque está em um fenômeno conhecido como reflexão interna total.
Desde o tempo de Isaac Newton,
fabricantes de lentes e cientistas sabem que a luz se dobra
quando passa entre o ar e materiais como água ou vidro.
Quando um raio de luz dentro do vidro atinge sua superfície
num ângulo inclinado, ele se refrata ou dobra enquanto sai para o ar.
Mas se o raio viajar num ângulo raso,
vai se dobrar tanto que fica preso,
saltando ao longo do vidro.
Sob a condição correta,
algo, normalmente transparente à luz, pode escondê-lo do mundo.
Comparado com eletricidade ou rádio,
sinais de fibra óptica quase não se degradam em grandes distâncias,
um pouco de sua energia se dispersa
e as fibras não podem dobrar muito acentuadamente,
caso contrário, a luz vaza.
Hoje, uma única fibra óptica transporta muitos comprimentos de onda de luz,
em cada canal diferente de dados.
Um cabo de fibra óptica contém centenas destes fios de fibra.
Mais de um milhão de quilômetros de cabo cruzam nossos oceanos
para ligar os continentes: o suficiente pra se enrolar ao redor do Equador
quase 30 vezes.
Com fibra óptica,
a distância dificilmente limita os dados,
o que permitiu que a internet evoluísse em um computador planetário.
Cada vez mais, nosso trabalho móvel e nossa diversão
dependem de legiões de servidores de computadores sobrecarregados,
armazenados em centros de dados imensos, construídos pelo mundo.
Isso é chamado de computação em nuvem,
e leva a dois grandes problemas:
desperdício de calor e demanda de banda larga.
Boa parte do tráfego de internet navega dentro de centros de dados,
onde milhares de servidores conectados por cabos elétricos tradicionais:
metade da energia que consomem é desperdiçada como calor.
Enquanto isso, a demanda de banda larga sem fio é cada vez maior,
e os sinais gigahertz usados em nossos dispositivos móveis
atingem seus limites de entrega de dados.
Parece que a fibra ótica tem sido boa demais para seu próprio bem,
alimentando nuvens e expectativas de computação móvel
excessivamente ambiciosas.
Mas uma tecnologia relacionada, a fotônica integrada, veio ao resgate.
A luz pode ser guiada não somente em fibras ópticas,
mas também em fios de silício ultrafinos.
Fios de silício não guiam a luz, como fibra,
mas permitem que os engenheiros encolham
os dispositivos em 100 quilômetros, uma rede de fibra óptica,
até pequenos chips fotônicos que são plugados em servidores
e convertem seus sinais elétricos para óptico e vice-versa.
Esses chips que convertem luz em eletricidade
permitem que cabos elétricos inúteis
dos centros de dados sejam trocados por fibra com eficiência energética.
Chips fotônicos ajudam a quebrar limitações de banda larga sem fio, também.
Pesquisadores trabalham para substituir o celular com sinais gigahertz,
com frequências terahertz,
para transportar dados milhares de vezes mais rápido.
Mas esses são sinais de curto alcance:
são absorvidos pela umidade no ar,
ou bloqueados por edifícios altos.
Contando com pequenos chips fotônicos
distribuído pelas cidades,
os sinais terahertz serão retransmitidos para distâncias de longa alcance.
Podem fazer isso através "de intermediários estáveis",
fibra óptica e tornar a conectividade hiper-rápida e sem fio uma realidade.
Por toda a história humana,
a luz nos presenteou com visão e calor,
como uma companheira constante, enquanto exploramos e estabelecemos o mundo físico.
Agora, unimos a luz às informações
e as redirecionamos para percorrerem uma superestrada de fibra óptica
com diferentes saídas fotônicas integradas,
para construir um mundo virtual ainda mais expansivo.