Μετά τον σκληρό δίσκο, ο ατομικός σκληρός δίσκος

Χρειάστηκαν δεκαετίες προσπαθειών, οι φυσικοί όμως μπορούν πλέον να πανηγυρίζουν τη δημιουργία του πρώτου μαγνήτη που αποτελείται από ένα και μόνο άτομο. Το επίτευγμα δεν αποκλείεται να οδηγήσει σε σκληρούς δίσκους με 1.000 φορές μεγαλύτερη χωρητικότητα, λένε οι δημιουργοί του.

Αν κανείς κόψει έναν μαγνήτη στη μέση, αυτό που προκύπτει είναι δύο μικρότεροι μαγνήτες. Η διαδικασία μπορεί θεωρητικά να επαναληφθεί ξανά και ξανά, μόνο που όσο μικρότεροι είναι οι μαγνήτες, τόσο πιο ασταθείς. Από ένα μέγεθος και κάτω, η πολικότητά τους αντιστρέφεται αυθόρμητα και απρόβλεπτα.

Αυτό θα δημιουργούσε σοβαρά προβλήματα στην περίπτωση των σκληρών δίσκων, οι οποίοι αποθηκεύουν τα δεδομένα σε δίσκους χωρισμένους σε μαγνητικές περιοχές, καθεμία από τις οποίες περιέχει ένα bit πληροφορίας: ένα μαγνητικό πεδίο που είναι προσανατολισμένο προς τα «κάτω» αντιστοιχεί στην τιμή «0», ενώ ένα πεδίο που κοιτά προς τα «πάνω» αντιστοιχεί στην τιμή «1».

Στους σημερινούς σκληρούς δίσκους, κάθε μαγνητική περιοχή αποτελείται από περίπου ένα εκατομμύριο άτομα, σχολιάζει ο δικτυακός τόπος του περιοδικού Nature, στο οποίο δημοσιεύεται η εντυπωσιακή νέα μελέτη.

Τώρα, διεθνής ομάδα ερευνητών, στην οποία συμμετέχουν μεταξύ άλλων η IBM και το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο (EPFL) στη Λωζάννη, παρουσιάζουν το πρώτο ατομικό μαγνητικό bit.

Η πειραματική διάταξη αποτελείται από δύο άτομα του στοιχείου όλμιου, τα οποία κάθονται πάνω σε μια πλάκα από οξείδιο του μαγνησίου, κατεψυγμένη σε θερμοκρασία πέντε βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν.

Για να εγγράψουν τα δεδομένα -δύο bit όλα κι όλα- οι ερευνητές διοχέτευσαν στα άτομα παλμούς ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιώντας τη μαγνητική άκρη ενός μικροσκοπίου σήραγγας. Εργαστηριακές δοκιμές που κράτησαν αρκετές ώρες έδειξαν ότι η πολικότητα των ατομικών μαγνητών παρέμενε σταθερή.

Τα δεδομένα ήταν δυνατό να ανακτηθούν με το μικροσκόπιο σήραγγας, όμως οι ερευνητές δημιούργησαν και μια έμμεση μέθοδο ανάγνωσης που θα μπορούσε να διαβάζει πολλά bit ταυτόχρονα.

Θεωρητικά το σύστημα θα μπορούσε να μεγαλώσει και να αξιοποιηθεί σε σκληρούς δίσκους με πυκνότητα δεδομένων ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από ό,τι στους σημερινούς δίσκους. Στην πράξη, όμως, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η αύξηση της πυκνότητας θα περιοριζόταν στις χίλιες φορές.

Για να συμβεί όμως κάτι τέτοιο θα πρέπει να λυθεί το πρόβλημα της χαμηλής θερμοκρασίας στην οποία πρέπει να διατηρείται το σύστημα.

Επιπλέον, η μαγνητική ατομική αποθήκευση θα είχε να αντιμετωπίσει τον ανταγωνισμό μιας άλλης ατομικής μνήμης, η οποία αποθηκεύει τα δεδομένα όχι στο μαγνητικό πεδίο αλλά στις θέσεις μεμονωμένων ατόμων. Μέχρι στιγμής, αυτή η τεχνική έχει δώσει πειραματικά επανεγγράψιμα συστήματα χωρητικότητας 1 kilobyte.

Μένει να φανεί ποια προσέγγιση θα επικρατήσει και σε ποιες εφαρμογές. Το σίγουρο, όμως, είναι ότι η εποχή της ατομικής αποθήκευσης πλησιάζει.

Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ