Connect with us

Znanost

Nanotehnologija

Najmanji sustav za pohranu podataka na svijetu

Jedan bit po atomu – to bi bio temeljni princip magnetnog uređaja za pohranu podataka u budućnosti. Tim koji uključuje istraživače s Tehnološkog instituta Karlsruhe (KIT), Instituta za mikrostrukturnu fiziku Max Planck u Halleu i Leipziškog sveučilišta, korak su bliže tom postignuću.

Pojedinačni atomi mogu skladištiti podatke: slika dobivena skenirajućim tunelskim mikroskopom prikazuje atome holmija na platinastoj podlozi

Pojedinačni atomi mogu skladištiti podatke: slika dobivena skenirajućim tunelskim mikroskopom prikazuje atome holmija na platinastoj podlozi © KIT

Kako je objavljeno u aktualnom broju uglednog znanstvenog časopisa Nature, pričvrstili su jedan atom holmija na metalnu površinu kako bi spin elektrona holmija ostao stabilan više od 10 minuta. Spin usmjerava elektron u određenom smjeru i daje mu određeni magnetni moment pomoću kojeg se može izjednačiti s određenim smjerom iz vanjskog magnetnog polja. Trenutno, za dugotrajno i sigurno pohranjivanje podataka na tvrdi disk potrebna je mreža od nekoliko stotina milijuna atoma za stabilan magnetni bit.

„Jedan pojedinačni atom pričvršćen na podlogu obično je tako osjetljiv da može zadržati svoju magnetnu orijentaciju na manje od djelić mikrosekunde (200 nanosekunda)“, objašnjava Wulf Wulfhekel s KIT-a. On je u suradnji s kolegama uspio uvećati to vrijeme faktorom od oko milijardu, na više od 10 minuta. „Ovo ne samo da otvara put kompleksnijim računalnim uređajima za pohranu podataka, već bi i moglo biti temelj konstrukcije kvantnog računala“, tvrdi Wulfhekel. Kvantno računalo temelji se na kvantnim fizikalnim svojstvima atomskog sustava i moglo bi, bar u teoriji, riješiti brojne računalne zadatke u znatno kraćem vremenu.

U svom posljednjem eksperimentu, istraživači su smjestili jedan atom rijetkog metala holmija na platinastu podlogu. Na temperaturi od gotovo apsolutne nule (-227 °C), uz pomoć preciznog skenirajućeg tunelskog mikroskopa utvrdili su spin atoma i moment njegovog magnetnog poravnanja. Primijetili su da atom holmija mijenja smjer svog magnetnog momenta gotovo deset minuta kasnije. „Jednom kad je sustav uspostavio svoj magnetni spin, zadržao ga je milijardu puta duže od usporedivih atomskih sustava“, kaže Wulfhekel. Istraživači su se pri eksperimentu koristili inovativnim skenirajućim tunelskim mikroskopom s KIT-a. Njegov specijalni sustav za hlađenje do gotovo apsolutne nule smanjuje vibracije na osobito niskom nivou i time omogućuje dugotrajno mjerenje.

„U nastojanju da produljimo vrijeme do preokretanja spina, odstranili smo iz atomskog okruženja sve što je moglo imati bilo kakav utjecaj“, objašnjava Arthur Ernst, jedan od istraživača.

Uobičajeno, atom i elektroni s podloge stupaju u učestalu interakciju na kvantno mehaničkom nivou i destabiliziraju spin atoma u mikrosekundi ili brže. Holmij i platina formiraju kvantni sustav sa simetričnim svojstvima koja aktiviraju međusobnu interakciju na vrlo niskim temperaturama. „U osnovi, holmij i platina međusobno su nevidljivi dok god se spinovi razilaze“, objašnjava Ernst. Međutim, pomoću vanjskih magnetnih polja moguće je izjednačiti spin atoma holmija, što bi omogućilo pohranu podataka. To je upravo ono što ovaj tim istraživača želi postići. Ako u tome uspiju, to bi bio temelj za razvoj kompaktnih uređaja za pohranu podataka ili kvantnih računala.

Izvor: MPG

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Nanotehnologija

Popularno

Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh