Περιεχόμενα Άρθρου
Τα διαμάντια δεν είναι απλώς ένα είδος πολυτελείας – ως ένα από τα πιο σκληρά φυσικά υλικά που υπάρχουν, είναι ζωτικής σημασίας συστατικά σε πολλά βιομηχανικά τρυπάνια, ιατρικές συσκευές, ακόμη και υλικά διαστημικής ποιότητας. Όμως, οι πρόσφατες επιστημονικές εξελίξεις δείχνουν ότι δεν είναι μόνο η ανθεκτικότητά τους που είναι εντυπωσιακή, αλλά οι ικανότητές τους αποθήκευσης δεδομένων. Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 27 Νοεμβρίου στο περιοδικό Φωτονική της Φύσηςερευνητές στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στο Χεφέι πέτυχαν μια πυκνότητα αποθήκευσης διαμαντιών-ρεκόρ 1,85 terabyte ανά κυβικό εκατοστό.
Τα CD, οι μονάδες SSD και οι δίσκοι Blu-ray είναι κατάλληλα για να χειριστούν τις περισσότερες γενικές ανάγκες αποθήκευσης δεδομένων, αλλά αυτό δεν ισχύει όλο και περισσότερο για έργα που απαιτούν τεράστιες ποσότητες ψηφιοποιημένων πληροφοριών. Η βιομηχανία τεχνητής νοημοσύνης, καθώς και οι κβαντικοί και οι υπερυπολογιστές χρειάζονται συχνά petabytes, όχι gigabytes ή ακόμα και terabytes, αποθήκευσης πληροφοριών. Ως Νέος Επιστήμονας Όπως εξηγήθηκε την Τετάρτη, ένας διαμαντένιος οπτικός δίσκος μπορεί να αποθηκεύσει τον ίδιο όγκο πληροφοριών με περίπου 2.000 Blu-ray ίδιου μεγέθους. Επιπλέον, οι ερευνητές πρέπει να διασφαλίσουν ότι όλα τα δεδομένα παραμένουν ασφαλή, ακατέργαστα και προσβάσιμα για όσο το δυνατόν περισσότερο.
«Ενώ οι σύγχρονες μέθοδοι αποθήκευσης δεδομένων… ανταποκρίνονται στην τρέχουσα ανάγκη για χωρητικότητα terabyte, αυτές οι λύσεις ενέχουν κινδύνους ασφάλειας, όπως ευαισθησία σε απαγχονισμό, διαρροή ηλεκτρικού ρεύματος και παραβίαση, κάτι που θα προκαλέσει τεράστιο κόστος για μακροχρόνια συντήρηση», έγραψαν οι συγγραφείς της μελέτης.
Η ομάδα πρόσθεσε ότι ένα άλλο ιδιαίτερα τρομακτικό ζήτημα είναι η επιθυμία της βιομηχανίας τεχνολογίας για εκθετικά αυξανόμενες ποσότητες ενέργειας, ένα πρόβλημα που «επιβάλλει ένα τεράστιο εμπόδιο στη βιωσιμότητα των μεγάλων δεδομένων». Ειδικοί όπως ο συν-συγγραφέας της μελέτης Ya Wang στρέφονται όλο και περισσότερο στα διαμάντια ως πιθανή λύση στο αυξανόμενο πρόβλημα.
«Μόλις οι εσωτερικές δομές αποθήκευσης δεδομένων σταθεροποιηθούν χρησιμοποιώντας την τεχνολογία μας, το διαμάντι μπορεί να επιτύχει εξαιρετική μακροζωία—διατήρηση δεδομένων για εκατομμύρια χρόνια σε θερμοκρασία δωματίου—χωρίς να απαιτείται καμία συντήρηση», εξήγησε ο Wang. Νέος Επιστήμονας.
Για να δημιουργήσουν τη συσκευή αποθήκευσης δεδομένων που έσπασε το ρεκόρ, ο Wang και η ομάδα του χρησιμοποίησαν διαμαντένιες λωρίδες πλάτους μόλις λίγων χιλιοστών. Οι ερευνητές τοποθέτησαν αυτά τα θραύσματα μπροστά από ένα λέιζερ που εκτόξευε εξαιρετικά γρήγορους παλμούς φωτός στα διαμάντια, τα οποία στη συνέχεια μετατόπισαν ορισμένα από τα άτομα άνθρακα του ορυκτού. Αυτοί οι κοίλοι χώροι μεγέθους ατόμου θα μπορούσαν στη συνέχεια να διευθετηθούν σε ακριβείς διαμορφώσεις με βάση τη συνολική πυκνότητα για να επηρεάσουν τη γενική φωτεινότητα μιας μικροσκοπικής περιοχής.
Στη συνέχεια, ο Wang και οι συνεργάτες του αποθήκευσαν δοκιμαστικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένου του πίνακα του Henri Mattise, Γάτα με κόκκινο ψάρικαθώς και του Eadweard Muybridge’s ιστορική φωτογραφική ακολουθία παρουσιάζοντας έναν άνδρα που ιππεύει ένα άλογο. Για να γίνει αυτό, ταίριαξαν κάθε εικονοστοιχείο εικόνας με βάση τη φωτεινότητα με τα αντίστοιχα φωτεινά κενά τους στο διαμάντι. Μεταγενέστερες δοκιμές έδειξαν ότι η νέα μέθοδος διατηρούσε σχεδόν τέλεια δεδομένα στο διαμάντι.
«Λόγω της εξαιρετικής δυνατότητας επεξεργασίας του μέσου αποθήκευσης διαμαντιών, καταφέραμε να επιτύχουμε μια πυκνότητα αποθήκευσης 3D χωρικών δεδομένων που είναι κοντά στο όριο οπτικής περίθλασης», εξήγησαν οι συγγραφείς στη μελέτη, προσθέτοντας ότι, «… Εδώ, αποθηκεύουμε 55.596 bit δεδομένων σε ένα μέσο αποθήκευσης διαμαντιών, επιτυγχάνοντας συνολική πιστότητα (αποθήκευση και ανάγνωση) 99,48 τοις εκατό.”
Αν και το νέο σύστημα είναι ακόμα συγκριτικά ακριβό και απαιτεί πολύπλοκα λέιζερ, κάμερες απεικόνισης και άλλο εξοπλισμό, η ομάδα πιστεύει ότι οι μελλοντικές εξελίξεις και οι τεχνικές μικρογραφίας θα μπορούσαν να χωρέσουν ένα ολόκληρο σύστημα εγγραφής δεδομένων διαμαντιού μέσα σε μια συσκευή μεγέθους φούρνου μικροκυμάτων. Αν και δεν είναι μια συνηθισμένη μέθοδος για τους καθημερινούς καταναλωτές, η μεγάλη χωρητικότητα δεδομένων και η διάρκεια ζωής πολλών εκατομμυρίων ετών μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για κυβερνήσεις, ερευνητικές εγκαταστάσεις και μεγάλες βιβλιοθήκες.
ΔΕΙΤΕ ΤΕΛΕΥΤΑΙΟΥΣ ΟΔΗΓΟΥΣ ΔΩΡΩΝ
VIA: popsci.com
