Швейцарские ученые сделали важный шаг к хранению данных в одном атоме

Потребности человечества в запоминающих устройствах растут со скоростью примерно 15 млн ГБ в день, и ученые активно ведут поиски технологий, способных удовлетворить этот спрос. Одна из них — одноатомные магниты. Специалисты Швейцарской высшей школы в Лозанне добились стабильности магнита, состоящего из одного атома гольмия, редкоземельного элемента.

Каждый атом на поверхности такого магнита способен сохранять один бит информации, которую можно записать и прочитать с помощью квантовой механики. А учитывая размеры носителей данных, можно надеяться упаковать огромное количество информации в крошечные устройства. Однако, хотя одноатомные магниты уже давно перестали быть научной фантастикой, исследователи все еще находятся в самом начале пути — слишком много перед ними стоит неразрешенных вопросов, пишетPhys.org.

Одна из таких проблем — стабильность одноатомного магнита, решить которую, по словам Фабиана Наттерера, первого автора опубликованной в Physical Review Letters статьи, может квантовая механика.

При помощи сканирующего туннельного микроскопа, позволяющего видеть атомы на поверхности, ученые обнаружили, что атомы гольмия могут сохранять намагниченность в магнитном поле, превышающем 8 Тл, то есть силу магнитов, установленных в Большом адронном коллайдере.

Авторы статьи назвали это «рекордной коэрцитивностью», то есть способностью магнита выдерживать внешнее магнитное поле, не размагничиваясь.

Затем настала очередь испытания температурой. Подвергнув гольмиевые одноатомные магниты температуре в 45 Кельвинов (-233,15 градусов Цельсия), что для одного атома как сауна, они обнаружили, что гольмий остается стабильным при температуре до 35 К.

Это значит, что такой материал способен выдерживать относительные большие колебания температур и потенциально может, в будущем, лечь в основу коммерчески жизнеспособных магнитов для хранения данных.

Исследования в области миниатюризации магнитов прочно связаны с магнитной бистабильностью, считает Наттерер, то есть способности существовать в низко- и высокоспиновом состояниях. Ученые продемонстрировали, что самые маленькие магниты могут быть крайне стабильными, и теперь им предстоит понять, как максимально эффективно записывать на них информацию, чтобы соблюсти три основных требования: стабильность, записываемость и соотношение сигнал — шум.     

Вскоре на свалку истории вслед за дискетами и CD могут отправиться и флеш-накопители, если стартап Catalog и ему подобные доведут до ума технологию записи данных на ДНК. Тогда на устройстве размером с кубик рафинада уместятся все фильмы, снятые за историю человечества, а хранить их можно будет до 10 000 лет.

Читайте также: