Van egy mondás, hogy az adatmennyiség mindig növekszik, amíg az összes rendelkezésre álló helyet kitölti. Talán húsz évvel ezelőtt szokás volt szoftvereket, MP3 zenéket, filmeket és más fájlokat tárolni egy számítógépen, amely az évek során felhalmozódhatott. Akkoriban, amikor a merevlemez-meghajtók több tíz gigabájt memóriát tudtak tárolni, szinte elkerülhetetlenül túlzsúfoltak.
Most, hogy rendelkezésre áll a gyors szélessávú internet, és mi még csak nem is gondolunk egy 4,7 GB-os DVD letöltésére, az adattárolás még gyorsabb. A világszerte a számítógépeken tárolt összes adat becslések szerint a 2013-as 4,4 billió gigabájtról 2020-ra 44 trillióra növekszik. Ez azt jelenti, hogy átlagosan napi 15 millió gigabájtot termelünk. Annak ellenére, hogy a merevlemez-meghajtókat most több ezer gigabájtban mérjük, nem pedig tízben, továbbra is fennáll a tárolási probléma.
Sok kutatást és fejlesztést szentelnek az adatok tárolásának új módszereinek, amelyek lehetővé teszik a nagyobb sűrűséget, és így több információ tárolását nagyobb energiahatékonysággal. Időnként ez az ismert és ismert módszerek frissítésének tudható be. Például az IBM nemrégiben bejelentett egy új technológiát. Mágnesszalaguk képes 25 gigabájt információ tárolására négyzet hüvelykben (kb. 6,5 négyzetcentiméter) - ez egy új világrekord hatvan éves technológiának. Bár a mai félvezető merevlemezek sűrűsége nagyobb, körülbelül 200 gigabájt per négyzet hüvelyk, a mágnesszalagokat továbbra is gyakran használják az adatok biztonsági másolatának készítéséhez.
Az adattárolás területén végzett modern kutatás azonban már foglalkozik az egyes atomokkal és molekulákkal, ami objektíven a technológiai miniatürizálás utolsó korlátja.
A monatomikus és a monomolekuláris mágneseknek nem kell kommunikálniuk a szomszédos mágnesekkel, hogy megőrizzék mágneses memóriájukat. A lényeg az, hogy itt a memóriahatás a kvantummechanika törvényeiből fakad. Mivel az atomok vagy molekulák sokkal kisebbek, mint a jelenleg alkalmazott mágneses domének, és külön-külön is alkalmazhatók, nem pedig csoportokban, szigorúbban "becsomagolhatók", ami óriási ugrást eredményezhet az adatsűrűségben.
Az ilyen atomokkal és molekulákkal végzett munka már nem tudományos fantasztikus. Az egymolekuláris mágnesek mágneses memória hatásait először 1993-ban fedezték fel, és az egyatomú mágnesek hasonló hatásait 2016-ban mutatták be.
A technológiákkal szemben a laboratóriumtól a tömegtermelésig az a fő probléma, hogy még nem működnek normál környezeti hőmérsékleten. Mind az egyes atomok, mind az egymolekuláris mágnesek folyékony héliummal (-269 ° C hőmérsékletre) hűtést igényelnek, és ez drága és korlátozott erőforrás. A közelmúltban azonban a manchesteri egyetemi Kémiai Iskola egyik kutatócsoportja elérte a mágneses hiszterézist vagy a mágneses memória hatását egymolekulás mágnesben - 213 ° C-on, új molekula felhasználásával, amely ritkaföldfémből származik, amint azt a levélben közlik a Nature folyóiratba. Így tehát 56 fokos ugrással csak 17 fokot tettek a folyékony nitrogén hőmérséklettől.
Vannak azonban más problémák is. Annak érdekében, hogy az egyes adatbiteket valóban tárolhassuk, a molekulákat a felületekre kell rögzíteni. Ezt az egymolekulás mágnesekkel a múltban már el lehetett érni, de a legmagasabb hőmérsékletű mágnesek nem. Ugyanakkor ezt a hatást már a felszínen rögzített egyes atomokon is kimutatták.
Promóciós videó:
A végső teszt az egyes atomokból és molekulákból származó információk nem pusztító leolvasásának demonstrálása. Ezt a célt 2017-ben először érte el az IBM kutatói egy csoportja, amely bemutatta a legkisebb mágneses tárolóeszközt, amely egy monatómikus mágnes alapján épült fel.
Függetlenül attól, hogy a monatómiai és az egymolekuláris memória eszközöket valóban alkalmazzák-e a gyakorlatban és széles körben elterjednek, az alapvető tudomány e téren elért eredményeit nem tagadhatja meg pusztán fenomenális módon. Az egymolekulás mágnesekkel foglalkozó kutatócsoportok által kifejlesztett szintetikus kémiai módszerek ma lehetővé teszik az egyedi mágneses tulajdonságokkal rendelkező molekulák létrehozását, amelyek alkalmazhatók a kvantumszámításban és még a mágneses rezonancia képalkotásban is.
Igor Abramov