IBM ha demostrado la capacidad de almacenar información en un átomo

Los Principales componentes de los equipos se vuelven tan pequeñas, que poco a poco se enfrentan a la presión de las fronteras habitual del mundo de la física newtoniana. Y en ninguna parte de la escala y la precisión de las operaciones no se muestra mejor que en los discos duros, donde un billón de bits puede encajar en una pulgada cuadrada. IBM ha podido superar esta situación: los científicos han aprendido a escribir y leer datos en un solo átomo.

Hasta que este logro puede ser más simbólico que práctico, pero incluso de una simple demostración de ejemplo de trabajo atómico de almacenamiento de datos puede parecer casi de ciencia ficción.

Tal vez usted no es de sorprender, pero los átomos es la más pequeña unidad de materia, la cual podemos manipulación segura y contar en lo que se fija. Se realizan experimentos interesantes por confusión con el fotón, pero son bastante ágiles, incluso demasiado. Mientras aún estamos tratando de mantenerse las cosas que no ускользнут en un abrir y cerrar de ojos, si usted aflojar su agarre en el segundo. Y la anterior técnica atómico de almacenamiento en realidad no guarda los datos en un átomo, y se mueve con la formación de la lectura de los patrones (también es interesante, por cierto).

Esto significa que establecer individuales de los átomos de los valores 0 y 1 será el siguiente gran paso y el siguiente gran barrera en el área de almacenamiento de datos en forma digital, lo que permitirá en el orden de aumentar la capacidad de almacenamiento, y presentará una nueva tarea para ingenieros y físicos. El experimento de IBM, publicado recientemente en Nature, hace que el presente atómico almacén de la teoría a la realidad.

Funciona así: un único átomo de history of the holmio (grande, con muchos electrones sin pareja) se instala sobre una capa de óxido de magnesio. En esta configuración, el átomo tiene un llamado magnético бистабильность: hay dos magnéticos estables estado con diferentes giros (solo recuerda esto).

Los Científicos utilizan un rayo de túnel del microscopio (también inventado por IBM en la década de 1980), para hacer unos 150 mili volts 10 microamperios a los átomos—, puede parecer que no es mucho, pero en esta escala es como una cremallera. Este enorme flujo de electrones hace que el átomo de history of the holmio cambiar su magnético de spin estado. Debido a que los dos estados tienen diferentes perfiles de conductividad, la punta de la digitalización de microscopio de efecto túnel puede determinar en qué estado se encuentra el átomo, dando un voltaje más bajo (aproximadamente el 75 mili volts) y sentir su resistencia.

Para estar absolutamente seguros de que el átomo cambia su estado magnético y esto no es el resultado de la interferencia o influencia eléctrico de la tormenta stm, los investigadores encontraron junto a él, un átomo de hierro. Este átomo se encuentra bajo la influencia de su magnética entorno y reacciona no como átomos history of the holmio en estados diferentes. Esto demuestra que el experimento se crea realmente confiable, persistente magnético en el estado de un átomo separado, que se puede determinar indirectamente.

Y eso es lo que hacemos a continuación: átomo individual se utiliza para almacenar conocidos unos y ceros, 0 y 1. Los experimentadores han hecho los pares de átomos para formar las cuatro combinaciones binarias (00, 01, 10, 11), que puede crear a partir de este sitio.

"Para demostrar independiente de la lectura y escritura, hemos construido una estructura de dos bits history of the holmio, en el que hemos grabado cuatro estados posibles y que se consideraban como магниторезистивно, y de forma remota con la ayuda de electrónica спинового de resonancia. Alta magnético de la estabilidad en combinación con descarga la lectura y escritura muestra que la memoria magnética de un átomo de un posible".

Chris lutz, investigador de la nanotecnología en el laboratorio de IBM en Алмадене, uno de los autores del trabajo, dijo, lo que hizo que el átomo de finalmente perder su giro.

"Ya que los átomos se calientan, esperamos que comience espontáneamente rodar. Debido a que la energía térmica es una gran parte de la barrera de energía entre los estados. En la práctica, la aplicación de una memoria necesitará aumentar esta barrera mediante el uso de varios vinculados de los átomos o de innovación de los métodos de trabajo con los distintos átomos".

Si es un poco debilitará su entusiasmo, que se proponen trabajar con las moléculas, y no con los distintos átomos — no te preocupes. Uno de los experimentos de 2016, en el que se ha superado terabit por pulgada cuadrada, utilizó magnéticos de pellets con un diámetro total de 5 nanómetros. Átomos history of the holmio en el diámetro de alrededor de 200 пикометров; podría poner 25 de esos de un extremo de los gránulos hasta el otro — si el átomo se "extremos". Duplicar el tamaño original de los no muy negativamente en las posibilidades de almacenamiento y hay otras opciones ideales.

"Tenemos la intención de explorar los átomos de otros elementos, el cúmulo de átomos y moléculas pequeñas como posibles bits magnéticos", dice lutz.

Pasará mucho tiempo antes de que usted será capaz de utilizar uno de estos en su computadora portátil. Hasta que esta área está íntimamente relacionada con el laboratorio, сверхнизкими temperaturas y сверхточными aparatos. Si allí, en la parte inferior, otro lugar?