Pagamintas mažiausias pasaulyje magnetinių duomenų saugojimo elementas

Publikuota: 2012 m. sausio 16 d. pirmadienis

Mokslininkai iš IBM ir Vokietijos Laisvųjų elektronų lazerių tyrimo centro (Center for Free–Electron Laser Science, CFEL) sukūrė mažiausią pasaulyje duomenų saugojimo vienetą. Jam panaudoti tik dvylika atomų vienam  bitui informacijos išsaugoti, o vienas baitas (8 bitai) informacijos telpa į vos 96 atomus. Palyginimui, šiuolaikiniuose kietuosiuose diskuose vienam baitui informacijos išsaugoti naudojami daugiau nei pusė milijardo atomų.

Nanometrinio dydžio duomenų saugojimo elementas buvo sukurtas skanuojančiu tuneliniu mikroskopu sudedant geležies atomus į tvarkingas eilutes, kurių kiekvienoje – po šešis geležies atomus. Dviejų eilučių pakako išsaugoti vienam bitui informacijos, o vienam baitui – aštuonių eilučių po šešis atomus. Tokio elemento dydis – vos 4 x 16 nanometrų, o tai atitinka informacijos tankį, šimtus kartų viršijantį šiuolaikinį kietąjį diską.

Duomenys įrašomi ir nuskaitomi taip pat tuneliniu mikroskopu. Kiekviena atomų pora gali turėti dvi magnetines būsenas, atitinkančias reikšmes 0 arba 1, o elektrinis mikroskopo impulsas gali jas pakeisti. Silpnesnis elektrinis impulsas leidžia šias būsenas nuskaityti. Tiesa, kol kas atomų poros – nanomagnetai – yra stabilios tik esant labai žemai, vos 5 Kelvinų laipsnių temperatūrai, o tai  minus 268 laipsniai Celsijaus. Mokslininkai tikisi, kad didesnės atomų grupės, sudarytos iš maždaug 200 atomų, turėtų būti stabilios ir kambario temperatūroje.

Pirmą kartą mokslininkams pavyko panaudoti vieną iš feromagnetizmo reiškinių duomenų saugojimui, vadinamą antiferomagnetizmu.

Skirtingai nuo feromagnetizmo, kuris panaudojamas įprastiniuose diskuose, antiferomagnetinės medžiagos gretimų atomų magnetiniai sukiniai yra priešingos krypties ir vienas kitą neutralizuoja, todėl pati medžiaga nėra įmagnetinta.
Tačiau būtent šis būdas leido antiferomagnetiko atomus sudėlioti taip arti vienas kito, jiems vienas kito nepaveikiant.

„Žvelgiant į nuolatinį elektronikos komponentų mažėjimą, mes norėjome patikrinti, ar jie gali būti miniatiūrizuoti iki pat atominio lygmens, tačiau pasirinkome kitą būdą nei mikroelektronikoje – pradėjome nuo mažiausio elemento, ir sukūrėme magnetinę atmintį, manipuliuodami atskirais atomais. Tokį tikslumą yra įvaldę tik kelios mokslinių tyrimų grupės visame pasaulyje, – teigė IBM tyrėjas Andreas Heinrich. – Mes išbandėme, kokio dydžio turėtų būti atminties elementas, kad jis pradėtų veikti, ir pasirodė, kad tai dvylika atomų. Žemiau šios ribos kvantiniais efektai jau ištrina saugomą informaciją.“

Šiuo eksperimentu ne tik pavyko sukurti mažiausią magnetinių duomenų saugojimo vienetą, tačiau ir sukurti sąlygas nagrinėti, kada ir kaip įvyksta perėjimas iš  klasikinės į  kvantinės fizikos dėsnius, kuo skiriasi kvantiniai ir klasikiniai magnetai ir kaip jie elgiasi ant šių dviejų sričių ribos.

Šaltinis: mokslasplius.lt
Kopijuoti, platinti, skelbti bet kokią portalo News.lt informaciją be raštiško redakcijos sutikimo draudžiama.

facebook komentarai

Naujas komentaras


Captcha

susiję straipsniai

Populiariausi straipsniai

Inovatyvūs mokymo metodai: mokytojams pamokose siūlys pasitelkti vaizdo žaidimus

Vaizdo žaidimai gali būti ne tik laisvalaikio praleidimo forma, bet ir puiki mokymosi priemonė. skaityti »

Ateityje nanomedžiagos pakeis daugelį tradicinių medžiagų

Novatorius fizikas S. Tamulevičius teigia, kad ateityje nanomedžiagos pakeis daugelį tradicinių medžiagų, kurių ištekliai gamtoje mažėja. skaityti »

Penkios specialybės, kurių Lietuvos darbdaviai ieško dažniausiai

IT specialistus personalo atrankos ekspertai išskiria kaip pačius geidžiamiausius darbo rinkoje. skaityti »

Mokiniai sprendžia: kas svarbiausia kuriant ateities Europos Sąjungą?

Rusijos agresija, pabėgėlių krizė, teroristiniai išpuoliai – šie klausimai aktualūs ne tik ES politikos ekspertams, bet ir mokiniams. skaityti »

MITA patvirtino finansavimą 16 naujų projektų: bus kuriamos perspektyvios technologijos

Išmani apykaklė, apsauganti nuo nuskendimo, gintaro gaminių klasifikatorius, saulės kolektorius mažaenerginiams pastatams, sveikatos dienoraštis, mobili 12V baterija, antenų sistema nanopalydovams, plataus ruožo radaro prototipas – tai tik keletą inovacijų, kurios Lietuvoje bus vystomos 2018 metais. skaityti »

Skelbiama nauja atranka į programą „Renkuosi mokyti!“

Projektas „Renkuosi mokyti – mokyklų kaitai!“ skelbia naują mokyklų ir „Renkuosi mokyti!“ mokytojų atranką. skaityti »

Planuojama pertvarkyti vaikų socializacijos centrus

Per kelis ateinančius metus planuojama iš esmės pertvarkyti vaikų socializacijos centrus, sukuriant šiuolaikiškas įstaigas, kuriose būtų stiprinami socialiniai vaikų įgūdžiai. skaityti »

Ko galėtume pasimokyti iš Suomijos švietimo sistemos?

Suomijos švietimo sistema yra dažnai pateikiama kaip pavyzdys, kuriuo turėtų sekti kiekviena valstybė. skaityti »

XXI amžiaus švietimo sistema turi remtis kūrybiškumo ir atvirumo nesėkmei idėjomis

Mokyklos šiais laikais turi diegti ne tik konkrečios srities žinias, bet ir kūrybiškumą, plačias pažiūras, smalsumą. skaityti »

Programuotojai – pradinių klasių moksleiviai?

Programavimo specialistai įsitikinę, kad mokyti programavimo vaikus būtų tikslinga jau pradinėse klasėse. skaityti »