Ερευνητές αποθήκευσαν ένα bit ψηφιακής μνήμης σε ένα μεμονωμένο άτομο Ολμίου

Σύμφωνα με μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Nature, ένα bit ψηφιακής πληροφορίας μπορεί τώρα να αποθηκευτεί με επιτυχία σε ένα μεμονωμένο άτομο.

«Δίσκοι επικαλυμμένοι με ένα μαγνητισμένο στρώμα μετάλλου επιτρέπουν στους υπολογιστές μας να αποθηκεύουν αρχεία σε μορφή bits, το καθένα με αξία είτε 1 ή 0. Μια ορισμένη κατεύθυνση του μαγνητισμού αντιστοιχεί στο bit 0, και μια άλλη κατεύθυνση στο bit 1», αναφέρουν οι ερευνητές στην μελέτη τους.

«Ενώ προς το παρόν μικρές περιοχές του δίσκου, ενός εκατομμυρίων ατόμων, αντιστοιχούν σε κάθε ψηφιακό κομμάτι των πληροφοριών, η έρευνα μας πήγε πολύ πέρα από αυτό, χρησιμοποιώντας το μικρότερο στοιχείο της ύλης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σκοπό αυτό : ένα άτομο».

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές εργάστηκαν με ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας, το οποίο έχει μια ειδική άκρη που δίνει την δυνατότητα στο χρήστη να βλέπει και να κινεί μεμονωμένα άτομα, καθώς και να εφαρμόζει ένα παλμό ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτά.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτόν τον ηλεκτρικό παλμό για να αλλάξουν την κατεύθυνση της μαγνητικότητας των επιμέρους ατόμων ολμίου. Με τον τρόπο μπόρεσαν να εγγράψουν μια μνήμη είτε 1 ή 0 σε ένα μόνο άτομο ολμίου, καθώς και την αντιστροφή τους. Ένας κβαντικός αισθητήρας χρησιμοποιήθηκε για το διάβασμα της μνήμης που αποθηκεύτηκε στο άτομο ολμίου.

Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική καθώς και μια άλλη που ονομάζεται μαγνητοαντίσταση σήραγγας, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι το όλμιο διατηρεί την ίδια μαγνητική κατάσταση σταθερή επί αρκετές ώρες.

Στη συνέχεια όταν προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν δύο άτομα ολμίου αντί για ένα, έκαναν μια άλλη εκπληκτική ανακάλυψη : τοποθετώντας δύο άτομα ολμίου σε απόσταση ακόμα και ενός νανομέτρου, δεν επηρέασε την ικανότητα τους να αποθηκεύουν πληροφορίες ξεχωριστά. Αυτό ήρθε ως έκπληξη, δεδομένου ότι αναμενόταν ότι το μαγνητικό πεδίο από ένα άτομο θα επηρέαζε το άλλο.

«Με την μελέτη μας αυτή, έχουμε ανοίξει νέες δυνατότητες για την κβαντική νανοεπιστήμη ελέγχοντας μεμονωμένα άτομα όπως ακριβώς θέλουμε. Αυτή η έρευνα μπορεί να προωθήσει την καινοτομία σε εμπορικά μέσα αποθήκευσης, κάτι που ίσως επεκτείνει τις δυνατότητες της σμίκρυνσης των αποθηκευτικών μέσων».

Παραπομπές

Fabian D. Natterer et al. Reading and writing single-atom magnets. Nature (2017). DOI: 10.1038/nature21371

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *