Cercetătorii IBM au reuşit să stocheze biţi de informaţie în atomi individuali

Oamenii de știință au reuşit să construiască un hard disk, la o scară nanometrică, folosind un singur atom.

Prin magnetizarea unui atom, care a fost răcit cu heliu lichid și plasat într-un vid extrem, cercetătorii au reușit să stocheze un singur bit de date (1 sau 0) într-un atom.

Aşa cum afirmă cercetătorii de la IBM Research din California, experimentul lor ar putea conduce, în cele din urmă, la realizarea unor unități de stocare de mărimea unui card de credit, care ar putea conţine întreaga bibliotecă muzicală iTunes, estimată la aproximativ 30 de milioane de cântece.

„Noi am efectuat această cercetare pentru a înțelege ce se întâmplă atunci când miniaturizarea mediului magnetic de stocare a datelor atinge o valoare extremă, adică până la scara atomică“, a declarat Christopher Lutz, unul dintre cercetători.

Pentru a studia şi a manipula atomii, cercetătorii au utilizat un microscop de scanare prin efect tunel (STM – Scanning Tunneling Microscope). Funcţionarea acestui tip de microscop se bazează pe „efectul tunel “din mecanica cuantică, în care electronii au capacitatea de a străbate o barieră de potenţial la scara atomică.

Credit: IBM Research/Flickr

Cu ajutorul microscopului de scanare prin efect tunel, în condițiile unui vid extrem şi în absenţa oricăror tipuri de contaminare, cum ar fi moleculele de aer, oamenii de știință au reușit să manipuleze cu succes un atom de holmiu (Ho).

Răcirea atomilor cu heliu lichid este necesară pentru a asigura stabilitatea procesului de citire şi scriere magnetică a datelor în atomi individuali, într-un mediu controlat cu mare atenție.

Cu ajutorul microscopului de scanare prin efect tunel, oamenii de ştiinţă au folosit un curent electric pentru a modifica orientarea magnetică sau direcţia de magnetizare a unui singur atom, în sus sau în jos. Această tehnică imită funcționarea unui hard disk obişnuit, dar la o scară dimensională mult mai mică.

Hard disk-urile de azi folosesc aproximativ 100.000 de atomi pentru a stoca un singur bit de informaţie. Din acest motiv, cercetătorii afirmă că această tehnologie poate conduce la realizarea unor dispozitive de stocare a datelor având o densitate de 1.000 de ori mai mare decât a hard disk-urilor actuale.

Chiar dacă deocamdată această tehnologie este mult prea costisitoare pentru a fi utilizată în scop comercial, cercetătorii au demonstrat că aceasta este fezabilă.

Această nouă realizare a oamenilor de ştiinţă se adaugă la o serie de inovații recente privind tehnologia de stocare a datelor. La începutul acestei luni, cercetătorii de la Columbia University au anunțat că au reuşit să stocheze 6 fișiere digitale într-un singur fir de ADN.

„Stabilitatea magnetică a atomilor combinată cu posibilitatea de citire și scriere, pe cale electrică, a datelor ne confirmă că stocarea datelor în atomi individuali este într-adevăr posibilă“, concluzionează cercetătorii.

Studiul a fost publicat în Nature.

 Sursă: Science Alert