В эпоху флешек и SSD, стриминговых сервисов и облачных хранилищ компакт-диски, вроде CD и DVD, кажутся архаичной и вымирающей технологий. Однако, ученые из Чикагского университета и Национальной лаборатории Аргонна могут перевернуть эту парадигму, предложив революционное решение для увеличения плотности хранения данных на оптических дисках.
Запись на редкоземельные элементы
Суть инновации заключается в использовании редкоземельных элементов, таких как оксид магния (MgO), в качестве носителей информации. Ученые предлагают обходить предел дифракции света, который ограничивает плотность записи на традиционных дисках. Новая технология, называемая мультиплексированием по длине волны, позволяет каждому атому редкоземельного элемента использовать уникальную длину волны света для хранения информации. Это открывает путь к значительно более высокой плотности записи данных на единицу площади диска.
Исследователи провели моделирование теоретического твердого материала, заполненного атомами редкоземельных элементов, которые поглощают и переизлучают свет. Модели показали, как квантовые дефекты в материале могут захватывать и хранить возвращенный свет. При этом, когда дефект поглощает энергию узкой полосы частот от соседних атомов, его спиновое состояние изменяется. Это изменение практически необратимо, что делает такие дефекты надежными носителями информации на длительное время.
Несмотря на многообещающие результаты, перед учеными еще стоит ряд задач. Например, необходимо определить точное время сохранения возбужденных состояний квантовых дефектов. Также остается открытым вопрос о конкретной емкости новых носителей. Тем не менее, исследователи считают, что их работа является значительным шагом вперед в области оптического хранения данных.
Хотя коммерческое применение этой технологии еще находится в далекой перспективе, она открывает новые возможности для создания высокоемких и долговечных носителей информации.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Research.
