Spôsob, akým ukladáme dáta do našich počítačov, sa môže už čoskoro výrazne zmeniť. Fyzikom z univerzity The City College v americkom New Yorku (CCNY) sa podarilo vyvinúť novú technológiu pevných diskov, ktorá sa opiera o najtvrdší známy materiál – diamant. Ako píše server Phys.org, táto technológia využívajúca multiplexovanie ukladania v spektrálnej oblasti bola predmetom výskumu, ktorý bol publikovaný vo vedeckom časopise Nature Nanotechnology.
Prejsť na:
Technológia je to náramne komplikovaná, čo si uvedomujú aj samotní vedci, ktorí ju skúmali. V zásade možno povedať, že použitie diamantov v pevných diskoch umožní uloženie niekoľkonásobne väčšieho množstva údajov, než koľko umožňujú súčasné priemerné disky. Multiplexovanie ukladania v spektrálnej oblasti znamená, že sa môže viacero rôznych obrázkov uložiť na tom istom mieste v diamante, pričom prenos je realizovaný prostredníctvom laseru.
„Znamená to, že môžeme uložiť mnoho rôznych obrázkov na tom istom mieste v diamante pomocou laseru mierne odlišnej farby, aby sme uložili rôzne informácie do rôznych atómov v tých istý mikroskopických miestach,“ uviedol Tom Delord, člen Merilesovej skupiny na oddelení vedy v CCNY. „Ak sa táto metóda dá aplikovať na iné materiály alebo pri izbovej teplote, mohla by si nájsť cestu do počítačových aplikácií, ktoré si vyžadujú vysokokapacitné úložisko.“
Farebné centrá
Konkrétne sa výskum CCNY zameral na drobné prvky v diamantoch a ďalších podobných materiáloch, ktoré sú známe ako „farebné centrá“. Ide o akési atómové defekty, ktoré dokážu absorbovať svetlo a slúžia ako základná platforma pre tzv. kvantové technológie.
„Pomocou úzkopásmového lasera a kryogénnych podmienok sme veľmi presne kontrolovali elektrický náboj týchto farebných centier,“ vysvetlil Delord. „Tento nový prístup nám v podstate umožnil zapisovať a čítať malé bity dát na oveľa detailnejšej úrovni, než ako to bolo možné doposiaľ, a to až na úrovni jedného atómu.“
Optická pamäť má rozlíšenie definované tzv. difrakčným limitom, čo je minimálny priemer, na ktorý možno lúč zaostriť. Tento priemer sa približne rovná polovici vlnovej dĺžky svetelného lúča, takže napríklad zelené svetlo by malo difrakčný limit 270 nm.
„Takýto lúč nemôžete použiť na zápis s rozlíšením menším, ako je difrakčný limit, pretože ak by ste lúč posunuli menej, ovplyvnili by ste to, čo už ste zapísali. Takže za normálnych okolností optické pamäte zvyšujú kapacitu ukladania skrátením vlnovej dĺžky (posunutím do modrej), čo je dôvod, prečo máme technológiu Blu-ray,“ povedal Delord.
Obchádzanie difrakčného limitu
Prístup CCNY sa od ostatných prístupov odlišuje predovšetkým tím, že obchádza difrakčný limit využitím miernych zmien farby, resp. vlnovej dĺžky, ktoré existujú medzi farebnými centrami, ktoré sú od seba vzdialené menej, než koľko je difrakčný limit.
„Vyladením lúča na mierne posunuté vlnové dĺžky ho možno udržať na rovnakom fyzickom mieste, ale interagovať s rôznymi farebnými centrami a selektívne meniť ich náboje – to znamená zapisovať údaje so subdifrakčným rozlíšením,“ konštatoval Richard G. Monge, postdoktorand CCNY.
Ďalším jedinečným aspektom tohto prístupu je reverzibilita. Inými slovami človek môže zapisovať, prepisovať a mazať dáta nekonečne veľa krát. „Hoci existujú aj iné technológie optického ukladania, ktoré to dokážu, nie je to typický prípad, najmä pokiaľ ide o vysoké priestorové rozlíšenie. Dobrým referenčným príkladom je opäť Blu-ray – môžete naň zapísať film, ale nemôžete ho vymazať a zapísať ďalší,“ dodal Monge.
