Je Li Moguće Pohraniti Podatke O Magnetima Veličine Jednog Atoma? - Alternativni Prikaz

Je Li Moguće Pohraniti Podatke O Magnetima Veličine Jednog Atoma? - Alternativni Prikaz
Je Li Moguće Pohraniti Podatke O Magnetima Veličine Jednog Atoma? - Alternativni Prikaz

Video: Je Li Moguće Pohraniti Podatke O Magnetima Veličine Jednog Atoma? - Alternativni Prikaz

Video: Je Li Moguće Pohraniti Podatke O Magnetima Veličine Jednog Atoma? - Alternativni Prikaz
Video: ZA 1 DAN UNIŠTAVA GRČEVE U ŽELUCU, BOL U TRBUHU I TEŠKI PROLJEV!!! 2024, Svibanj
Anonim

Postoji izreka da količina podataka uvijek raste sve dok ne popuni sav raspoloživi prostor. Možda je prije dvadeset godina bilo uobičajeno pohranjivati softver, MP3 glazbu, filmove i druge datoteke na računalo koje su se tijekom godina mogle nakupljati. U one dane, kad su tvrdi diskovi mogli držati desetine gigabajta memorije, gotovo su se neizbježno završili prepuni.

Sada kada je dostupan brzi širokopojasni internet i uopće ne razmišljamo o preuzimanju DVD-a od 4,7 GB, pohrana podataka je još brža. Procjenjuje se da će ukupna količina podataka pohranjenih na računalima širom svijeta porasti sa 4,4 bilijuna gigabajta u 2013. na 44 bilijuna 2020. To znači da u prosjeku generiramo približno 15 milijuna gigabajta dnevno. Iako se tvrdi diskovi sada mjere u tisućama gigabajta, a ne deseci, i dalje imamo problema s pohranom.

Mnogo je istraživanja i razvoja posvećeno pronalaženju novih načina za pohranu podataka koji bi omogućili veću gustoću, a time i pohranjivanje više informacija s većom energetskom učinkovitošću. Ponekad je to posljedica ažuriranja poznatih i dobro poznatih metoda. Primjerice, IBM je nedavno najavio novu tehnologiju. Njihova magnetska vrpca može pohraniti 25 gigabajta informacija po kvadratnom inču (oko 6,5 kvadratnih centimetara) - novi svjetski rekord u tehnologiji staroj šezdeset godina. Iako današnji čvrsti diskovi čvrstog stanja imaju veću gustoću, oko 200 gigabajta po kvadratnom inču, magnetske vrpce i dalje se obično koriste za izradu sigurnosnih kopija podataka.

Međutim, suvremena istraživanja na području pohrane podataka već se bave pojedinačnim atomima i molekulama, što je objektivno posljednja granica tehnološke minijaturizacije.

Monatomski i mono-molekularni magneti ne trebaju komunicirati sa susjednim radi održavanja magnetske memorije. Stvar je u tome što ovdje učinak pamćenja proizlazi iz zakona kvantne mehanike. Budući da su atomi ili molekule mnogo manji od trenutno korištenih magnetskih domena i mogu se koristiti pojedinačno, a ne u skupinama, mogu se čvršće "pakirati", što bi moglo dovesti do ogromnog skoka u gustoći podataka.

Ovakav rad s atomima i molekulama više nije znanstvena fantastika. Učinci magnetske memorije u jedno-molekularnim magnetima prvi put su otkriveni još 1993. godine, a slični učinci za mono-atome magneta demonstrirani su 2016. godine.

Glavni problem s kojim se ove tehnologije suočavaju od laboratorija do masovne proizvodnje jest taj da one još ne rade na normalnim sobnim temperaturama. I jednostruki atomi i jedno-molekularni magneti zahtijevaju hlađenje tekućim helijem (do temperature od - 269 ° C), a ovo je skup i ograničen resurs. Međutim, nedavno je istraživačka skupina na Sveučilištu za kemiju na Sveučilištu u Manchesteru postigla magnetsku histerezu ili pojavu efekta magnetske memorije u jednom-molekularnom magnetu na - 213 ° C koristeći novu molekulu izvedenu iz elemenata rijetke zemlje, kako je navedeno u njihovom pismu u časopisu Nature. Dakle, nakon skoka od 56 stupnjeva, bili su samo 17 stupnjeva od temperature tekućeg dušika.

Međutim, postoje i drugi problemi. Da bi se zapravo pohranile pojedinačne bitove podataka, molekule se moraju pričvrstiti na površine. U prošlosti su to već bili postignuti s jedno molekularnim magnetima, ali ne i za najnoviju generaciju visokotemperaturnih magneta. U isto vrijeme, ovaj se učinak već pokazao na pojedinačnim atomima učvršćenim na površini.

Promotivni video:

Krajnji test je demonstracija nerazornog čitanja informacija iz pojedinih atoma i molekula. Taj je cilj prvi put postigao 2017. godine tim istraživača iz IBM-a, koji je pokazao najmanji magnetski uređaj za pohranu izgrađen s monatomskim magnetom.

Međutim, bez obzira na to hoće li se monatomski i jedno molekularni memorijski uređaji zaista primijeniti u praksi i postati široko rasprostranjeni, dostignuća fundamentalne znanosti u ovom smjeru ne mogu se osim priznati kao jednostavno fenomenalna. Metode sintetske kemije koje su razvile istraživačke grupe koje rade s jedno-molekularnim magnetima omogućuju danas stvaranje molekula s pojedinačnim magnetskim svojstvima, koje će naći primjenu u kvantnom računanju, pa čak i u snimanju magnetske rezonancije.

Igor Abramov