Если Вы находитесь под большим впечатлением того, сколько данных можно записать на Ваш жесткий диск, то спешу Вас разочаровать, теперь это - просто ерунда. Ученые компании IBM создали функционирующую единицу магнитного хранения данных, которая занимает размеры 4 на 16 нанометров и использует всего 12 атомов для хранения одного бита данных. Таким образом, байт информации может быть сохранен с использованием всего 96 атомов вещества, а для сравнения стоит привести, что в обычных жестких дисках для хранения байта информации используется около 500 миллионов атомов.

Вышеописанное достижение было реализовано в ходе исследований, проведенных учеными компании IBM и Немецкого научного центра German Center for Free-Electron Laser Science (CFEL), который является совместным предприятием Немецкого исследовательского центра DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) в Гамбурге, Института Макса Планка и Гамбургского университета.

"Магнитный бит" был создан буквально атом за атомом с использованием сканирующего туннельного микроскопа, находящегося исследовательском центре Альмадена компании IBM в Сан-Хосе, Калифорния. Атомы железа были расположены в ряды по шесть атомов, эти ряды сгруппированные парами, представляли собой единицы, способные хранить один бит данных, таким образом, для хранения байта данных требуется восемь пар рядов.



Каждая пара рядов может быть установлена в одну из двух возможных конфигураций магнитного состояния, которые служат эквивалентом логической единицы и логического нуля. Используя наконечник сканирующего микроскопа и электрический импульс, ученые смогли переключать магнитные состояния из одного в другое. Впоследствии, используя тот же самый микроскоп, ученым удалось четко прочесть записанные ранее в эти ячейки данные.

Обычные жесткие диски для хранения данных используют явление ферромагнетизма, в этом случае все атомы магнитного домена, т.е. одного бита, имеют одинаковый магнитный момент. Домен атомарного уровня использует совершенно противоположное явление, соседние атомы всегда имеют противоположные магнитные моменты, что удерживает их от взаимного влияния, а в результате этого стала возможным такая плотная "упаковка" атомов в ряды на расстоянии менее нанометра друг от друга.

Но, прежде чем ожидать появления памяти, состоящей из пар рядов атомов, в Вашем компьютере или смартфоне, учены предстоит провести еще немало работы. К сожалению, новый материал сохраняет свои свойства только при температуре 5 Кельвинов или -268C. Но ученые уже уверены в том, что структуры, составленные из большего количества атомов, 200 и больше, будут сохранять свои свойства и при комнатной температуре.

Проводя свои исследования, ученые обнаружили, что 12 атомов - это минимальное количество, которое может использоваться для хранения бита данных. При уменьшении количества атомов начинают проявляться спонтанные квантовые эффекты, которые искажают хранимую информацию. "Мы уже научились управлять квантовыми эффектами, меняя форму расположения рядов атомов железа" - рассказывает Себастьян Лот (Sebastian Loth), ученый из CFEL. - "Теперь мы можем заняться изучением того, что разнит квантовые магниты от обычных, как будет магнит вести себя на границе обычного и квантового мира? И если мы найдем ответы на эти захватывающие вопросы, то это станет огромным прорывом не только для науки, но и для мира технологий".