Descoperirea ar putea introduce medii optice „de densitate ultra-înaltă”, dar sunt necesare mai multe cercetări
De ce contează: În noua era digitală, CD-urile și DVD-urile au devenit relicve, înlocuite de popularitatea streamingului și a stocării în cloud. Cu toate acestea, oamenii de știință cred că s-ar putea să fi găsit o modalitate de a aduce înapoi stocarea pe discurile optice – cu o actualizare masivă care crește masiv densitatea datelor.
Cercetătorii de la Universitatea din Chicago și Argonne National Lab au dezvoltat un nou tip de memorie optică care stochează date prin transferul luminii de la atomii de elemente de pământ rar încorporați într-un material solid la defecte cuantice din apropiere. Ei și-au publicat studiul în Physical Review Research.
Problema pe care cercetătorii își propun să o rezolve este limita de difracție a luminii în CD-urile și DVD-urile standard. Stocarea optică actuală are o limită strictă a densității datelor, deoarece fiecare bit nu poate fi mai mic decât lungimea de undă a laserului de citire/scriere.
Cercetătorii propun ocolirea acestei limite prin umplerea materialului cu emițători de pământuri rare, cum ar fi cristale de oxid de magneziu (MgO). Trucul, numit multiplexarea lungimii de undă, presupune ca fiecare emițător să folosească o lungime de undă de lumină ușor diferită. Ei au teoretizat că acest lucru ar permite înghesuirea mult mai multe date în aceeași amprentă de stocare.
Cercetătorii au trebuit mai întâi să abordeze fizica și să modeleze toate cerințele pentru a construi o dovadă a conceptului. Ei au simulat un material solid teoretic umplut cu atomi de pământuri rare care absorb și reemit lumină. Modelele au arătat apoi cum defectele cuantice din apropiere ar putea capta și stoca lumina returnată.
Una dintre descoperirile fundamentale a fost că, atunci când un defect absoarbe energia cu lungimea de undă îngustă de la atomii din apropiere, nu este doar excitat, ci starea sa de rotație se întoarce. Odată ce se răstoarnă, este aproape imposibil de revenit, ceea ce înseamnă că acele defecte ar putea stoca în mod legitim date pentru o lungă perioadă de timp.
Deși este un prim pas promițător, unele întrebări cruciale au încă nevoie de răspunsuri. De exemplu, verificarea cât timp persistă acele stări excitate este esențială. Detaliile au fost, de asemenea, ușoare cu privire la estimările capacității – oamenii de știință au promovat „densitate ultra-înaltă”, dar nu au furnizat nicio proiecție față de capacitățile actuale ale discurilor. Cu toate acestea, în ciuda obstacolelor rămase, cercetătorii sunt entuziasmați, numind-o „un prim pas uriaș”.
Desigur, transformarea tuturor acestor lucruri într-un produs de stocare comercial real va necesita probabil ani de cercetare și dezvoltare suplimentare.