Алмаз станет хранилищем данных на миллионы лет

Новости МирТесен

Ученые создали действенный и устойчивый способ записи информации в алмаз – вещество, славящееся своей высокой прочностью и долговечностью. Этот подход, представленный в публикации Nature Photonics, обеспечивает не только выдающуюся плотность хранения данных, но и редкую возможность поддерживать сохранность информации на протяжении многих столетий.

Сейчас, с учетом экспоненциального роста объема цифровых данных, необходимость в надежных и эффективных методах хранения информации крайне высока. Современные технологии, такие как накопители с магнитной записью и твердотельные устройства хранения информации, несмотря на широкое применение, сталкиваются с ограничениями. К примеру, жесткие диски подвержены риску потери содержимого из-за деградации магнитного слоя. Также вызывает озабоченность возрастающее потребление энергии для поддержания систем хранения данных.

На этом фоне специалисты из Университета науки и техники Китая в Хэфэе разрабатывают альтернативные подходы, объединяющие экологичность с низким энергопотреблением. Помимо этого, эти решения должны обеспечивать увеличенный объем памяти и высокую производительность. алмаза — материала, отличающегося высокой прочностью и способностью к взаимодействию со светом.

Дефекты Френкеля: микроскопический мир для записи информации

В процессе исследования ученые применяли крошечные алмазные частицы, подвергнутые воздействию ультракоротких лазерных вспышек продолжительностью 1 фемтосекунда(или 0,000 000 000 000 000 001 секунда) на каждый импульс. Задача данной методики заключалась в формировании «дефектов Френкеля» – пустот, возникающих вследствие перемещения атома углерода. Эти дефекты предназначены для сохранения данных.

Вакуоли обладают высокой структурной стабильностью, сохраняя её даже при воздействии высоких температур, и демонстрируют устойчивость к фотообесцвечиванию. Это позволяет осуществлять частое и продолжительное считывание данных. Сложное взаимодействие между лазером алмазной матрицей приводит к уменьшению размеров каждой пустоты до менее чем 69 нанометров, существенно увеличивая объем хранимой информации.

Рекордная плотность и непревзойденная долговечность

Исследователи сообщили о достижении впечатляющей плотности записи данных – 14,8 терабита на кубический сантиметр. Помимо этой выдающейся емкости, система обещает исключительную надежность и долговечность — потенциально в течение миллионов лет, хотя эта оценка является результатом теоретических расчетов. Благодаря термической обработке алмазные носители информации приобретают исключительную устойчивость к повреждениям, что позволяет избежать необходимости в регулярном техническом обслуживании. «Это действительно прорыв», — поделился с изданием New Scientist Я Ванг, являющийся одним из разработчиков данной технологии.

Для тестирования своей системы команда сохранила важные произведения искусства, включая «Кот с золотой рыбкой» Анри Матисса и известную серию фотографий Эдуарда Майбриджа 1878 года. Изменяя атомную структуру алмаза для имитации световых колебаний каждого пикселя, они показали высокую эффективность хранения данных, характеризующуюся уровнем ошибок менее 1%. Тем не менее, для широкого применения эта технология сталкивается с определенными проблемами, главным образом из-за высокой стоимости и сложности оборудования, необходимого для ее создания.