Międzynarodowa grupa fizyków kierowana przez dr hab. Andrzej Stupakiewicz z Uniwersytetu w Białymstoku zaproponowała nową metodę ultraszybkiego zapisu informacji, która wykorzystuje do tego impulsy laserowe. To najszybsza i najbardziej wydajna metoda zapisu przy pomocy światła.
Metoda zimnego ultraszybkiego zapisu informacji, odkryta przez fizyków z Uniwersytetu w Białymstoku gościła na łamach prestiżowego pisma „Nature” w ubiegłym roku. Nowe badania, które są kontynuacją tych z 2017 roku, ukazały się w piśmie „Nature Communications”.
Metoda opracowana w Białymstoku jest najszybszą i najbardziej wydajną metodą zapisu informacji przy pomocy światła. Zapis i odczyt danych przy pomocy tej techniki trwa 20 pikosekund (pikosekunda to bilionowa część sekundy). Dodatkowo proces odbywa się przy niespotykanie niskich stratach energii związanych z wytwarzaniem ciepła podczas zapisu.
W nowych badaniach uczeni przedstawili nową koncepcję selektywnego ultraszybkiego zapisu komórek magnetycznych w warstwie granatu z domieszką jonów kobaltu. Zapis odbywa się przy zastosowaniu wyłącznie ultrakrótkich impulsów laserowych z kombinacją parametrów optycznych, takich jak polaryzacja, długość fali oraz natężenie światła – czytamy w komunikacie opublikowanym na stronach internetowych Uniwersytetu w Białymstoku.
Jak ocenia kierujący badaniami Stupakiewicz, ta unikalna możliwość otwiera drogę do „fotomagnetycznego zapisu 3D”, co pozwoliłoby jeszcze efektywniej wykorzystać światło do zapisu informacji w pamięciach cyfrowych. Badacz wyjaśnia, że tym razem wraz zespołem naukowców opracował „mechanizm selektywnej aktywacji komórek jonów kobaltu o różnej symetrii krystalograficznej”. - W ten sposób zaprezentowaliśmy, jak bardziej efektywnie niż dotychczas można przełączyć magnetyzację w trakcie zapisu – mówi Stupakiewicz.
Mechanizm pozwalający na zapis jest związany z efektywnym rezonansowym wzbudzeniem optycznym określonych przejść elektronowych w warstwie granatu. Fizycy wstępnie szacują, że nawet jeden foton może przełączyć magnetyzację komórek kobaltu o objętości zaledwie 28 nanometrów sześciennych. Dla porównania warto przypomnieć, iż w najbardziej pojemnych obecnie terabajtowych dyskach HDD, zapisywana komórka bitowa ma objętość około 4000 nanometrów sześciennych – czytamy na stronach białostockiej uczelni.
Dzięki zastosowaniu „zapisu 3D” konkretny obszar warstwy może być kodowany przez wiązkę światła o określonej kombinacji parametrów, wykorzystując optyczne pasmo telekomunikacyjne. W przyszłej technologii zapisu fotomagnetycznego można będzie zastosować miniaturowe lasery światłowodowe zarówno do zapisu, jak i do transferu zapisanej informacji cyfrowej z wykorzystaniem już istniejącej infrastruktury transmisji optycznej.
Jakie zastosowanie może mieć ultraszybka metoda zapisu informacji? Oczywiście komputery będą działać szybciej, ale będą także zużywały mniej energii, co przełoży się na dłuższe funkcjonowanie laptopów bez potrzeby ich ładowania. Taka metoda znacznie przyspieszy pracę chociażby grafików. Renderowanie grafiki 3D, które obecnie trwa kilkadziesiąt minut, przy zastosowaniu techniki fotomagnetycznego zapisu i odczytu potrwa kilka sekund. Przetwarzanie informacji przy jak najmniejszym zużyciu energii i jednocześnie jak największej szybkości może zmienić oblicze wielu gałęzi przemysłu.
Źródło: Uniwersytetu w Białymstoku, fot. Materiały prasowe/Uniwersytet w Białymstoku
