perjantai, 27. toukokuu 2016

Tutkijat keksivät magneettisen jään – Vähän kuin uudelleenkirjoitettava CD mutta hiustakin pienempi

 
 
Nanokokoiset magneetit ovat muodostaneet litteän rakenteen.

 

Yhdysvaltojen energiaministeriön alaisen Argonnen laboratorion tutkijat ovat kehittäneet materiaalin, jota he kutsuvat uudelleenkirjoitettavaksi magneettisesti latautuneeksi jääksi. Jään magneettisuutta pystytään säätelemään niin tarkasti, että sitä voitaisiin käyttää tulevaisuudessa tietokoneissa.

Jää voisi Science-tiedelehden artikkelin mukaan varastoida dataa, se voisi toimia väliaikaisena muistina ja loogisina portteina tai jopa kvanttitietokoneiden komponenttina.

Nykyaikaiset magneettiset tallenteet ja tallennuslaitteet, kuten kovalevyt, sisältävät nanomagneetteja, joilla on kaksi arvoa: 0 tai 1. Magneettisesti latautuneella jäällä on kahdeksan mahdollista tilaa kahden sijaan, mikä suurentaa jään tallennuskapasiteettia. Näitä kahdeksaa tilaa tutkijat pystyvät nyt hallitsemaan.

Fyysikot eivät ymmärrä vielä, miksi vesijäässä atomien spineillä on hilamainen rakenne, joka määräytyy protonien järjestyksestä. Joka tapauksessa tätä sanotaan keinotekoiseksi spin-jääksi tai spinijääksi.

Argonnen tutkijoiden ja Pohjois-Illinoisin yliopiston tutkijoiden tapaamisten pitäjä Zhili Xiao onnistui erottamaan toisistaan hilan magneettisten spinien ja magneettisen varauksen rakenteen. Kaksiakselisen vektorimagneetin avulla jään magneettisuutta voitiin säädellä kahdeksan eri tilan välillä.

Magneettisella voimamikroskoopilla osoitettiin, että jäähän voidaan kirjoittaa tietoa, sitä voidaan lukea ja se voidaan poistaa. Kaikki tämä onnistui huoneenlämmössä. Tutkijat kirjoittivat sanan ”ICE” eli ”jään” materiaaliin kymmenen kertaa ihmisen hiuksen halkaisijaa pienempään tilaan.

Magneettijää on kaksiulotteista eli se koostuu erittäin ohuesta atomikerroksesta. Se voidaan asettaa jonkin muun materiaalin päälle, kuten grafeenin. Materiaali on myös ympäristöystävällinen ja halpa valmistaa.

Teknisiä esteitä on yhä voitettavana, jotta magneettijää tulisi yleiseen käyttöön. Jään käyttöön tarvitaan kaksiakselista vektorimagneettia, jollaista on hyvin vaikea saada integroitua perinteisten tietokoneiden piisiruille.