ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ-ΨΥΧΑΓΩΓΙΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

Αμερικανοί και γερμανοί επιστήμονες κατασκεύασαν τη μικρότερη μονάδα (μνήμη) μαγνητικής αποθήκευσης δεδομένων, η οποία χρησιμοποιεί μόλις 12 άτομα ανά βασική μονάδα πληροφορίας (bit), ωθώντας τα σύνορα της αποθήκευσης στα όρια του φυσικώς εφικτού.

Έτσι ένα byte (δηλαδή 8 bits) συμπιέστηκε σε μόνο 96 άτομα και καταλαμβάνει μια περιοχή εμβαδού μόλις 4 επί 16 νανομέτρων (εκατομμυριοστών του χιλιοστού), μια πυκνότητα αποθήκευσης κατά 100 φορές μεγαλύτερη σε σχέση με αυτή ενός μοντέρνου σκληρού δίσκου.

Για να γίνει καλύτερα κατανοητή η σημασία του νέου επιτεύγματος, ένας σύγχρονος δίσκος υπολογιστή χρειάζεται περίπου ένα εκατομμύριο άτομα ανά byte.

Το κατόρθωμα μπορεί μια μέρα να οδηγήσει στη δραστική συρρίκνωση κάθε είδους συσκευής που αποθηκεύει υπολογιστικά δεδομένα (σκληροί δίσκοι, τσιπ μνήμης κ.α.), που παράλληλα θα καταναλώνουν πολύ λιγότερη ενέργεια.

Οι ερευνητές από τα εργαστήρια της εταιρίας ΙΒΜ, το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ του Αμβούργου και το Γερμανικό Κέντρο Επιστήμης Λέιζερ Ελεύθερων Ηλεκτρονίων (CFEL), με επικεφαλής τον Αντρέας Χάινριχ, παρουσίασαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό "Science".

Οι σημερινοί σκληροί δίσκοι εγγράφουν τα δεδομένα με τη βοήθεια ενός μικροσκοπικού ηλεκτρομαγνήτη, ο οποίος ευθυγραμμίζει στην ίδια κατεύθυνση τη στροφορμή (spin) των ατόμων σε ένα μεταλλικό φιλμ που περιστρέφεται από κάτω του.

Όταν τα ''σπιν'' σχεδόν ενός εκατομμυρίου ατόμων έχουν ευθυγραμμιστεί, τότε το συλλογικό μαγνητικό πεδίο τους μπορεί να ανιχνευθεί από τον ηλεκτρομαγνήτη κατά το επόμενο πέρασμά του πάνω από το φιλμ. Έτσι καθίσταται εφικτή η μαγνητική αποθήκευση μιας βασικής μονάδας πληροφορίας, δηλαδή ενός bit δεδομένων, που σημαίνει είτε ένα ''1'', είτε ένα ''0'' στον χρησιμοποιούμενο δυαδικό κώδικα.

Δυστυχώς όμως, αυτό το συλλογικό εξωτερικό μαγνητικό πεδίο επηρεάζει τα γειτονικά bits, με συνέπεια να περιορίζεται αισθητά το πόσο κοντά το ένα στο άλλο μπορούν να υπάρξουν τα αποθηκευμένα bits, με αποτέλεσμα να μεγαλώνει σε όγκο ο αναγκαίος αποθηκευτικός χώρος.

Οι ερευνητές πέτυχαν για πρώτη φορά να κάνουν τα γειτονικά άτομα να ευθυγραμμίζουν το ''σπιν'' τους προς αντίθετες κατευθύνσεις και όχι αναγκαστικά προς την ίδια, όπως μέχρι τώρα.

Αυτή η νέου τύπου ευθυγράμμιση (που αποκαλείται ''αντισιδηρομαγνητισμός'') δεν γεννά ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, άρα δεν επηρεάζονται τα γειτονικά bits και συνεπώς καθίσταται εφικτή η σημαντική συρρίκνωση του αναγκαίου χώρου αποθήκευσης.

Οι επιστήμονες, με τη χρήση ειδικών μικροσκοπίων, μπόρεσαν να αποθηκεύσουν μια βασική μονάδα πληροφορίας (1 bit) σε 12 άτομα σιδήρου, πάνω σε μια επιφάνεια νιτριδίου του χαλκού. Τα άτομα διατηρούνταν σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία, λίγο πάνω από το απόλυτο μηδέν (μείον 268 βαθμούς Κελσίου ή 5 Κέλβιν).

Σε ακόμα χαμηλότερο αριθμό από τα 12, όπως έδειξαν τα πειράματα, τα άτομα του σιδήρου συμπεριφέρονταν ως κβαντικά αντικείμενα που υπήρχαν ταυτόχρονα σε περισσότερες της μιας καταστάσεις ''σπιν''. Με αυτό τον τρόπο, οι επιστήμονες άνοιξαν ένα χρήσιμο και πολλά υποσχόμενο παράθυρο στα σύνορα ανάμεσα στην κλασσική και την κβαντική φυσική.

Το επόμενο βήμα θα είναι να επιτευχθεί μια ανάλογα συρρικνωμένη μαγνητική αποθήκευση σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας δωματίου. Σε αυτή όμως την περίπτωση, εκτιμάται ότι θα απαιτηθούν περισσότερα άτομα (150 έως 200) για την αποθήκευση ενός bit.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ