دانشمندان موفق به ذخیره یک بایت داده در هارددیسک مغناطیسی کوچکی شدند که خودشان آن را با تنها 96 اتم ساخته بودند. این پیشرفتی است که می‌تواند نوید تولید انبوه هارددیسک‌هایی را با ظرفیت 200 تا 300 برابر حجم متعارف‌شان بدهد.
به گزارش سرویس خواندنی های 598،
دانشمندان شرکت IBM و مرکز "پژوهش‌های لیزر الکترونی آلمان" (CFEL)، با
تولید کوچک‌ترین هارددیسک دنیا به ابعاد ۹۶ اتم و حجم یک بایت، رکورد
جدیدی را در ساخت کوچک ترین هارد دیسک ثبت کردند.
هارددیسک‌های معمولی، برای ذخیره تنها یک بایت داده، به نیم‌میلیارد اتم نیازمندند. به عبارت دیگر، به کمک فناوری جدید، می‌توان ظرفیت یک آیپاد تاچ را به ۱۲.۸ ترابایت رساند.
سباستین لوت (Sebastian Loth) از CFEL سرپرست این پژوهش می‌گوید: "این ایده را به کمک پدیده‌ای که در طبیعت به وفور اتفاق می‌افتد، می‌توان عملی کرد."
منظور لوت از این پدیده، چگونگی چرخش الکترون‌ها در یک اتم است. هارددیسک‌های امروزی، نیازمند یک ماده مغناطیسی همچون آهن هستند تا جهت چرخش همه الکترون‌های‌شان مشابه باشد. این هاردها با تفسیر نحوه جهت‌گیری مغناطیسی نواحی مختلف روی دیسک و نیز استفاده از یک محیط بیرونی برای انتقال داده‌ها به آن، کار خوانش اطلاعات را به ثمر می‌رسانند.
اما این مواد مغناطیسی، که به "فرومغناطیس" (ferromagnetic) معروف هستند را تا حد مشخصی می‌شود کوچک کرد. چراکه اگر نواحی مغناطیسی مختلف روی یک دیسک، بیش از اندازه به هم نزدیک شوند، میدان‌های مغناطیسی‌شان با هم تداخل و کار ذخیره‌سازی داده‌ها را مشکل می‌کند، و یا به‌گفته لوت، "به‌سختی می‌توان اطلاعات را در این محیط مغناطیسی متراکم جای داد"، اما در موادی که ذاتاً مغناطیسی نیستند و به مواد "پادفرومغناطیس" (antiferromagentic) مشهورند، الکترون‌ها جهت چرخش مشخصی ندارند و به‌شکل خنثی عمل می‌کنند.
لوت می‌گوید: "از آنجاکه نواحی پادفرومغناطیسی، فاقد میدان مغناطیسی هستند، می‌توان بر تراکم‌شان افزود." در واقع دانشمندان می‌توانند اطلاعات را در فضایی به عرض تنها یک نانومتر، جا بدهند.
براساس گزارش رادیو زمانه، این گروه، به کمک ابزار ویژه‌ای موسوم به "میکروسکوپ تونلی- روبشی" (STM)، موفق به تولید این هارددیسک، از اتم‌های منفرد شدند. آن‌ها اتم‌ها را به دقت در صفوف شش‌تایی قرار دادند و تنها دو صف برای ذخیره کردن یک بایت داده کفایت می‌کرد. از این‌رو با هشت جفت صف شش‌تایی، یک هادردیسک به ظرفیت یک بایت ایجاد شد.
هر جفت صف اتم‌ها، شامل دو وضعیت مغناطیسی بالقوه به نمایندگی از صفر و یک است. گسیل یک پالس الکتریکی از میکروسکوپ STM کافی است تا نحوه جهت‌گیریِ مغناطیسی، از یک صف به صف دیگر انتقال یابد. از پالس الکتریکی ضعیف‌تری هم برای خوانش داده‌ها استفاده می‌شود.
ماتیاس بوده (Mathias Bode)، استاد فیزیک کاربردی دانشگاه ورزبورگ آلمان می‌گوید: "این پژوهش نشان می‌دهد شما تمامی پیش‌نیازهای لازم برای ذخیره‌سازی داده بر یک ذره پادفرومغناطیسی را در اختیار دارید."
این پژوهش، از منظر دیگری هم حائز اهمیت است: دانشمندان متوجه شده‌اند حداقل چه تعداد اتم را می‌توان تا پیش از حکمفرمایی قوانین محدودکننده کوانتومکانیکی، تحت کنترل گرفت. ظاهراً ۱۲ اتم، حداقل تعداد لازم برای چنین کاری است. کمتر از این تعداد، اطلاعات ذخیره‌شده‌مان با اثرات کوانتومی در هم می‌آمیزد و تفکیک‌شان از هم میسر نیست.
هارددیسک‌های معمولی، برای ذخیره تنها یک بایت داده، به نیم‌میلیارد اتم نیازمندند. به عبارت دیگر، به کمک فناوری جدید، می‌توان ظرفیت یک آیپاد تاچ را به ۱۲.۸ ترابایت رساند.
سباستین لوت (Sebastian Loth) از CFEL سرپرست این پژوهش می‌گوید: "این ایده را به کمک پدیده‌ای که در طبیعت به وفور اتفاق می‌افتد، می‌توان عملی کرد."
منظور لوت از این پدیده، چگونگی چرخش الکترون‌ها در یک اتم است. هارددیسک‌های امروزی، نیازمند یک ماده مغناطیسی همچون آهن هستند تا جهت چرخش همه الکترون‌های‌شان مشابه باشد. این هاردها با تفسیر نحوه جهت‌گیری مغناطیسی نواحی مختلف روی دیسک و نیز استفاده از یک محیط بیرونی برای انتقال داده‌ها به آن، کار خوانش اطلاعات را به ثمر می‌رسانند.
اما این مواد مغناطیسی، که به "فرومغناطیس" (ferromagnetic) معروف هستند را تا حد مشخصی می‌شود کوچک کرد. چراکه اگر نواحی مغناطیسی مختلف روی یک دیسک، بیش از اندازه به هم نزدیک شوند، میدان‌های مغناطیسی‌شان با هم تداخل و کار ذخیره‌سازی داده‌ها را مشکل می‌کند، و یا به‌گفته لوت، "به‌سختی می‌توان اطلاعات را در این محیط مغناطیسی متراکم جای داد"، اما در موادی که ذاتاً مغناطیسی نیستند و به مواد "پادفرومغناطیس" (antiferromagentic) مشهورند، الکترون‌ها جهت چرخش مشخصی ندارند و به‌شکل خنثی عمل می‌کنند.
لوت می‌گوید: "از آنجاکه نواحی پادفرومغناطیسی، فاقد میدان مغناطیسی هستند، می‌توان بر تراکم‌شان افزود." در واقع دانشمندان می‌توانند اطلاعات را در فضایی به عرض تنها یک نانومتر، جا بدهند.
براساس گزارش رادیو زمانه، این گروه، به کمک ابزار ویژه‌ای موسوم به "میکروسکوپ تونلی- روبشی" (STM)، موفق به تولید این هارددیسک، از اتم‌های منفرد شدند. آن‌ها اتم‌ها را به دقت در صفوف شش‌تایی قرار دادند و تنها دو صف برای ذخیره کردن یک بایت داده کفایت می‌کرد. از این‌رو با هشت جفت صف شش‌تایی، یک هادردیسک به ظرفیت یک بایت ایجاد شد.
هر جفت صف اتم‌ها، شامل دو وضعیت مغناطیسی بالقوه به نمایندگی از صفر و یک است. گسیل یک پالس الکتریکی از میکروسکوپ STM کافی است تا نحوه جهت‌گیریِ مغناطیسی، از یک صف به صف دیگر انتقال یابد. از پالس الکتریکی ضعیف‌تری هم برای خوانش داده‌ها استفاده می‌شود.
ماتیاس بوده (Mathias Bode)، استاد فیزیک کاربردی دانشگاه ورزبورگ آلمان می‌گوید: "این پژوهش نشان می‌دهد شما تمامی پیش‌نیازهای لازم برای ذخیره‌سازی داده بر یک ذره پادفرومغناطیسی را در اختیار دارید."
این پژوهش، از منظر دیگری هم حائز اهمیت است: دانشمندان متوجه شده‌اند حداقل چه تعداد اتم را می‌توان تا پیش از حکمفرمایی قوانین محدودکننده کوانتومکانیکی، تحت کنترل گرفت. ظاهراً ۱۲ اتم، حداقل تعداد لازم برای چنین کاری است. کمتر از این تعداد، اطلاعات ذخیره‌شده‌مان با اثرات کوانتومی در هم می‌آمیزد و تفکیک‌شان از هم میسر نیست.
اخبار ویژه
در دیدار هزاران نفر از زنان و دختران؛
بحران انرژی در سایه اختلافات نفت و نیرو؛
سکوت اصلاحطلبان
نظرات بینندگان
جدیدترین اخبار پربازدید ها
