Víme, kde je nejlepší místo pro váš router

Elektromagnetické záření zní jako něco, čemu byste se nejraději chtěli vyhnout velkým obloukem. Elektromagnetické vlny jsou ale základem toho, jak vnímáme okolní svět, ať už to jsou světelné emise, přes které čtete tato slova, nebo mikrovlny, které přenáší Wi-Fi signál do vašeho zařízení na kterém právě pracujete. Víceméně všechny formy moderní komunikace jsou přenášeny pomocí elektromagnetických vln. Potřebuje je anténa vašeho auta, stejně jako váš telefon když chcete někomu zavolat.

Navíc se tak trochu neuvěřitelně odrážejí od horních vrstev naší atmosféry. To se děje proto, že se atmosféra ve vysokých výškách stává plazmou, což je skupenství, kde se atomy rozdělí od sebe a elekrony dále již nejsou vázány na jejich mateřská jádra. Plazmy mají zajímavé vlastnosti, jelikož silně reagují na elektromagnetické pole. V tomto případě velmi užitečně: při dostatečně nízkých frekvencích je najednou možné odrazit rádiové signály po celém světě a rozšířit tak jejich rozsah.

Všechno je to v matematice
Můžeme přesně předpovědět interakce intenzivních elektromagnetických vln a plazmatu, protože fyzikální procesy jsou určeny Maxwellovými rovnicemi. Ty jsou jedním z triumfů fyziky 19. století, které spojily elektrická a magnetická pole a ukázaly, že světlo je forma elektromagnetických vln. Řešit Maxvellovy rovnice ručně může být utrpení, ale naštěstí tu je chytrý algoritmus vynalezený v roce 1960. Ten pomocí chytrého počítače dokáže problém vyřešit sám od sebe.

V dnešní době už k vyřešení rovnic ani nepotřebujeme počítač. Stačí smartphony, které jsou dostatečně silné a výkonné. Zatímco v akadamickém světě bychom potřebovali superpočítače s desítkami tisíc procesorů, nám úplně stačí bežný chytrý telefon.

Pro náš trik potřebujeme jeden Maxwell
Elektromagnetické záření vycházející z antény vašeho bezdrátového routeru je způsobeno malým proudem oscilujícím na 2.4GHz. V modelu Jasona Colea, PHD studenta z Imperial Colle London, byl použit proud o stejné hodnotě. Cole ho nechal oscilovat. Maxwellovy rovnice poté vyhodnotily, jak výsledné elektromagnetické vlny proudily. Cole tak tím dokázal zmapovat svůj byt a zjistit, kde přesně je nejsilnější Wi-Fi signál. Ten se změnil pokaždé, když se router přemístil do jiné části bytu.

První lekce je tedy jasná: Wi-Fi signál cestuje mnohem snadněji přes volný prostor, než přes zdi. Nejlepší je tedy mít router někde, kde na něj budete moci jasně vidět během používání.

Někdy se zdá, že se vlny přestaly měnit a začaly se objevovat na stejných místech. Toto je jev stálých vln. Při tomto jevu se odrazy Wi-FI překrývají a vzájemně se ruší. Tyto tmavé skrvny na Coleově mapě ukazují na nízký Wi-Fi signál a jsou od sebe odděleny o několik centimetrů. Tento fenomén je zmapován ve třech dimenzích, což je vysvětleno ve videu připojeném k tomuto článku níže.

Druhé poučení je tedy méně zřejmé, ale o to zajímavější: pokud je příjem v určité poloze špatný, dokonce i nepatrná změna polohy routeru může způsobit výrazné zlepšení síly signálu, jelikož se tak začnou pohybovat i ty tmavé a rušivé skvrny.

101 použití pro elektromagnetické vlny
Po publikování této práce byl Cole ohromen počtem lidí, kteři neváhali a prováděli podobné simulace. Cole tak dokonce představil i jednu Android aplikaci, která ostatním měla pomoci se simulací rozšíření elektromagnetických vln a s vyřešením odpovědi na otázku Kde je nejlepší místo pro můj Wi-Fi router?” Cole si myslel, že zájem bude malý. Opak byl ale pravdou, pomocí sociálních sítí se jeho projekt dostal do podvědomí mnoha uživatelů a za pár hodin se prodalo několik tisíc kopií. Prodej se ale postupně zmenšoval, ale zpráva zůstává jasná: nejenže jsou magnetické vlny fascinující, matematicky elegantní a neuvěřitelně užitečné, oni dokonce dokážou usnadnit život, zlepšit vaše internetové připojení a v Coleově případě i vydělat nějaké peníze.

*Zdroj: Mashable.com