Как усилить сигнал Wi-Fi с помощью адронного коллайдера

Электромагнитное излучение определяет то как мы воспринимаем и взаимодействуем с миром вокруг нас – начиная от эмиссии света, с помощью которой наши глаза могут видеть, и кончая микроволнами, которые переносят сигнал Wi-Fi к вашему ноутбуку или смартфону, на котором вы сейчас читаете эту статью.


На сегодняшний день практически все формы современных коммуникаций обеспечиваются электромагнитными волнами. Они проходят сквозь стены, когда вам надо позвонить по сотовому телефону из своей квартиры – и в то же время отражаются от, казалось бы, чистого воздуха в верхних слоях атмосферы нашей планеты.

Это происходит потому, что на больших высотах атмосфера ионизируется и становится плазмой, которая обладает рядом весьма любопытных свойств. В частности, она сильно реагирует на электромагнитные поля. В данном случае, это чрезвычайно полезно: на достаточно низких частотах возможно отражать радиосигналы от ионосферы, направляя их по всему миру.

Самые мощные электромагнитные волны на нашей планете получают в форме высокоэнергетических лазерных импульсов. Самые мощные лазерные системы Великобритании расположены в сельской местности в Оксфордшире, и ровно та же идея использования электромагнитных волн для ускорения частиц используется в Большом адроном коллайдере в CERN.

Мы можем очень точно предсказывать взаимодействие сильных электромагнитных волн и плазмы благодаря лежащим в его основе уравнениям Максвелла – одному из величайших триумфов физики 19-го века, который позволил соединить электрические и магнитные поля, и показал, что свет является формой волны.

Решение уравнений Максвелла вручную – довольно мучительное занятие, но имея в распоряжении достаточно вычислительной мощности, это можно проделать без особых проблем. Вооружившись знанием уравнений Максвелла, физик плазмы Джейсон Кол из Императорского колледжа Лондона решил разобраться с одной насущной проблемой современности – как улучшить сигнал Wi-Fi в своей квартире. Дальше повествование ведётся от его лица.

Электромагнитное излучение, исходящее от антенны беспроводного роутера, вызывается малым током, осциллирующим с частотой 2.4 ГГц (2.4 миллиарда раз в секунду). В моей модели я задал подобный ток и позволил ему осциллировать, а уравнения Максвелла дали мне возможность предсказать, как будут распространяться возникающие в результате электромагнитные волны. Составив схему точного расположения стен в моей квартире, я смог создать и карту силы Wi-Fi сигнала, которая менялась вместе с перемещением виртуального роутера.

Первой вывод эксперимента оказался весьма очевиден: Wi-Fi сигналы гораздо легче проходят сквозь воздух, чем сквозь стены, а потому идеальная позиция для роутера – на линии прямой видимости с тем местом, где вы собираетесь его использовать.

В ходе работы с симуляцией иногда возникает ощущение, что волны перестают меняться и вместо этого колеблются на одном и том же месте. Это так называемый феномен стоячей волны – в этих точках отражённые волны накладываются и взаимно погашают друг друга. Эти тёмные точки на карте показывают низкий уровень Wi-Fi сигнала, и отделены от зон уверенного приёма буквально несколькими сантиметрами.

Отсюда следует второй и менее очевидный результат эксперимента: если приём в какой-либо конкретной точке очень слаб, даже незначительное изменение позиции роутера даёт существенное улучшение сигнала, поскольку зоны затемнения также сдвинутся с места.

После того, как Кол опубликовал статью со своим маленьким исследованием на ресурсе «The Conversation», его завалили вопросами о том, как провести такую же симуляцию собственными силами. Чтобы дать доступ к методике эксперимента всем желающим, Кол скомпилировал симуляцию в приложение для Android, которое позволяет самостоятельно решить проблему: где же находится лучшее место для Wi-Fi роутера?



commnetКомментарии

Пожалуйста, войдите / зарегистрируйтесь
или авторизируйтесь через любую соц. сеть, чтобы оставить комментарий.


Похожие новости
Трусы Spartan призваны защитить от электромагнитного излучения смартфонов и Wi-Fi 12 февр. 2017 г.

Трусы Spartan призваны защитить от электромагнитного излучения смартфонов и Wi-Fi

Французская компания Spartan представили линию мужского нижнего белья с защитой от электромагнитного излучения. Защита от излучения сотовых телефонов и сетей Wi-Fi обеспечивается наличием в ткани серебряных волокон.Идея создания такой одежды пришла основателю...

дальше...

Как найти идеальное место для Wi-Fi-роутера внутри своей квартиры 02 сент. 2014 г.

Как найти идеальное место для Wi-Fi-роутера внутри своей квартиры

Вам никогда не было интересно, как определить то самое идеальное место в квартире, откуда ваш Wi-Fi-роутер сможет одинаково качественно раздавать беспроводной интернет в каждую комнату без потерь уровня сигнала? Студент-физик Джейсон Коул из США тоже...

дальше...

Какую опасность может представлять Большой адронный коллайдер? 03 апр. 2015 г.

Какую опасность может представлять Большой адронный коллайдер?

Самый крупный и мощный ускоритель частиц в мире — Большой адронный коллайдер (БАК) — на днях вернулся к работе. После модернизации ускоритель частиц заработал с удвоенной мощностью. Значит ли это, что все страхи, связанные с его первоначальным запуском...

дальше...

Как отслеживаются частицы на Большом адронном коллайдере? 20 авг. 2014 г.

Как отслеживаются частицы на Большом адронном коллайдере?

Любой, у кого есть ящик для принадлежностей всякого рода, знает, что отслеживать небольшие части, не связанные между собой, весьма трудно. Вот скрепки. Они же должны лежать здесь, вместе с клеем? Или они в большой коробке с канцтоварами, в которых лежат...

дальше...

Пять загадок, которые должен разгадать Большой адронный коллайдер 15 марта 2015 г.

Пять загадок, которые должен разгадать Большой адронный коллайдер

Если что, бозон Хиггса остался в 2012 году. Самый мощный ускоритель частиц в мире начнет работать очень скоро, и ему предстоит заняться поиском ответов на другие вопросы — от «вимпов» до «страпелек». Дополнительная мощность, которой обзавелся Большой...

дальше...

Большой адронный коллайдер перезапущен для поиска темной материи 05 апр. 2015 г.

Большой адронный коллайдер перезапущен для поиска темной материи

Ученые запустили Большой адронный коллайдер после двухгодичного перерыва.5 апреля ученые Европейского совета ядерных исследований (ЦЕРН) после двухлетней модификации оборудования запустили Большой адронный коллайдер (БАК или LHC), самый мощный ускоритель...

дальше...

Сможет ли Большой адронный коллайдер найти «пропавшую Вселенную»? 21 марта 2015 г.

Сможет ли Большой адронный коллайдер найти «пропавшую Вселенную»?

Говорят, что самые тяжелые для исполнения музыкальные партии зачастую являются самыми простыми. То же самое и с наукой: простейшие вопросы вроде «из чего состоит Вселенная?» ставят в тупик самые светлые умы в области физики. Ставили, во всяком случае...

дальше...

Трусы защитят от Wi-Fi  и спасут потомство 18 авг. 2015 г.

Трусы защитят от Wi-Fi и спасут потомство

По утверждению Британских исследователей, специальные трусы для мужчин, ограничат влияние вредного электромагнитного излучения от мобильников и ноутбуков на 99,9%, -тем самым спасут потомство.Всемирная организация здравоохранения в 2011 году установила...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 22 июня 2021 г.