02.12.2024, 08:01
Evgenia Vavilova
3,4 тыс

Физики плотно упаковали данные в алмаз на миллионы лет

❋ 4.2

Команда инженеров разработала новый способ кодирования данных в алмазах с более высокой плотностью, чем предыдущие методы. Алмазы могут хранить информацию при комнатной температуре в течение миллионов лет.

Фото обработанного в бриллиант алмаза / © TechSpot, Inc
Фото обработанного в бриллиант алмаза / © TechSpot, Inc

Носители информации, такие как жесткие HDD и SSD-диски, флеш-накопители и оптические диски, имеют ограниченный срок службы. Со временем данные на них могут становиться недоступными из-за деградации материалов, накопления ошибок или выхода устройств из строя. Например, CD, DVD и Blu-ray-диски становятся нечитаемыми из-за царапин и воздействия влаги, а флеш-накопители и жесткие диски могут потерять данные из-за механических поломок, сбоев в электронике или частой перезаписи. 

Важные данные стоит регулярно перезаписывать или копировать на новые носители, чтобы избежать их утраты. Существует и проблема утери доступа к данным из-за устаревания технологий — устройства для чтения старых форматов могут просто исчезнуть с рынка. 

Человечеству хочется надежно хранить критически важную информацию, поэтому ученые постоянно ведут разработки долговечных решений для ее хранения. Один из вариантов — кристаллические носители, способные сохранять данные на протяжении многих тысяч лет.

Исследователи уже демонстрировали возможность записи данных в алмазы. Это обеспечивает значительно более длительное хранение информации по сравнению с жесткими дисками и бумагой. Однако в предыдущих экспериментах ученые не могли добиться высокой плотности записи информации на дорогой носитель. 

В работе, опубликованной в журнале Nature Photonics, исследовательская группа разработала метод гравировки данных на алмазах, который позволяет существенно увеличить плотность хранения, а значит, и объем данных, записываемых на кристалл.

Для экспериментов ученые использовали кусочки алмаза длиной несколько миллиметров — пока это демонстрационный проект, доказательство работы методики. По словам исследователей, в будущем подобные носители могут изготавливаться размером с Blu-ray-диск. 

Новый метод использует лазер, который удаляет отдельные атомы углерода с поверхности алмаза, создавая крошечные полости. Когда на них светит другой лазер, эти полости показывают строго определенный уровень яркости, который можно считывать.

Детали концептуальной технологии © Nature Photonics (2024). DOI: 10.1038/s41566-024-01573-1

Управляя энергией лазера, ученые могут регулировать степень яркости отдельных участков алмаза, удаляя разное количество атомов. Считывающий лазер определяет яркость каждого участка и по этим данным исследователи декодируют информацию.

В серии экспериментов команда ученых закодировала изображения на небольшой алмазной пластине. Точность цикла запись — считывание составила 99 процентов. Плотность записи информации — 14,8 терабита на кубический сантиметр. Быструю запись обеспечивает фемтосекундный лазер, а стабильность кристаллов алмаза позволяет предположить, что данные будут сохранены в этом носителе миллионы лет. 

Исследователи признают, что на данном этапе их метод нельзя считать экономически выгодным из-за высокой стоимости используемого для формирования полостей лазера. Тем не менее они предполагают, что технология может найти применение в задачах, где требуется сверхнадежное хранение данных.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Evgenia Vavilova
Пишет в основном о физике и химии, любит нанотехнологии, шестиугольники и утконосов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
14 сентября, 07:49
Марк Чернов

Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.

14 сентября, 11:27
Марк Чернов

Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.

14 сентября, 10:27
Игорь Байдов

Падение астероида примерно 66 миллионов лет назад запустило цепь событий, которые привели к вымиранию нептичьих динозавров. Однако некоторые группы пресмыкающихся пережили эту катастрофу и начали быстро восстанавливаться. Всего через несколько сотен тысяч лет после случившегося в реках Северной Америки уже охотился двухметровый хищник с необычными зубами, способными дробить твердую пищу. Его остатки помогли ученым понять, как аллигаторы развивались практически сразу после вымирания.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

8 сентября, 15:58
Елизавета З.

В конце августа 2026 года американские военные впервые применили высокоэнергетическую лазерную систему. С тех пор активность дронов у мексиканской границы снизилась примерно на 75%.

11 сентября, 10:25
Александр Березин

Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий