Вчені навчились записувати величезні об’єми даних на крихітні атоми
Фізики змогли зробити перший одноатомний магнітний запис для зберігання інформації. Це відкриває дорогу для створення крихітних сховищ даних.
Нарізати магніт на дві частини – з нього виходять два більш дрібні магніти. Нарізати ще раз, щоб зробити чотири. Але якщо магніти стають меншими, то й нестійкішими. Їх магнітні поля мають тенденцію перевертати полярність. Однак тепер фізики зуміли створити стабільний магніт з одного атома. Деталі цього дослідження опубліковали в Nature.
«Це епохальне досягнення, – пояснює фізик технологічного університету Делфта в Нідерландах Сандер Отте. – Нарешті магнітна стабільність була продемонстрована незаперечно в одному атомі». Міжнародна група фізиків досягла максимальної щільності запису інформації в магнітному стані речовини – один біт в одному атомі. Якщо перекласти це в побутову сферу, то ємність жорстких дисків завдяки цьому можна буде збільшити в тисячі разів. Для двухбітового пристрою вчені розробили процедуру запису і читання інформації за допомогою скануючого тунельного мікроскопу. Технологія ще далека від реальних застосувань, проте вона показує, що досягнення межі щільності запису інформації можливо.
Такий спосіб запису інформації заснований на тому, що багато матеріалів в магнітному полі намагнічуються вздовж його ліній і зберігають її навіть після відключення поля. У магнітних носіях, таких як дискети і HDD, роль бітів виконує намагніченість невеликих ділянок диска. Чим менший розмір цієї ділянки, тим більший обсяг інформації ви можете записати на пристрої того ж розміру. Автори нового дослідження досягли стабільного запису і зберігання інформації протягом декількох годин в одиночних атомах гольмію.
Зараз в одному домені комерційно доступних жорстких дисків є близько мільйона атомів – тобто вони займають об’єм в кілька нанометрів. Експерименти показують, що розмір однієї комірки, яка запам’ятовує інформацію, можна зменшити до 3-12 атомів.
Для того, щоб записати дані на один гольміевий атом, команда використовувала імпульс електричного струму від намагніченого кінчика скануючого тунельного мікроскопа. Він може перевертати координацію поля атома між 0 або 1. Під час тестів магніти виявилися стабільними. Далі дослідники використовували той же мікроскоп для зчитування бітів – з різними потоками струму, що розкривають магнітний стан атома.
Щільність запису інформації, яка дозволяє помістити один біт інформації в один атом, буде колосальною. В квадратному сантиметрі може поміститись близько 10 петабайт даних.
