Информация на пороге бессмертия
На этой неделе на Хабре уже вышла статья о вечной флешке. Мы хотели бы продолжить обсуждение, предоставив сборный материал из нескольких зарубежных источников, рассказывающих о бессмертном флеш-накопителе. Как известно, некоторое время назад ученые создали накопители нового поколения — наноструктурированные стекла, срок действия которых может составлять миллиарды лет. DVD-диски могут хранить рабочую информацию или семейные фотографии от 20 до 200 лет, но исследователи из Университета Саутгемптона считают, что хранить информацию на одном накопителе можно и дольше — до 13,8 млрд. лет. Примерно столько могут хранить информацию наноструктуры 5D из плавленого кварца — по сути, до конца самого человечества
Сами диски представляют собой небольшие кружки из стекла объемом 360Тб каждый. Они могут выдерживать температуру до 1000°C и читаться примерно 13,8 миллиардов лет при температуре ниже 190°С. Файлы записываются в три слоя наноструктурных точек, расположенных в пяти микрометрах друг от друга; данные считываются при прохождении света через стекло. Устройство для хранения называется 5D, поскольку данные зашифрованы по размеру и ориентации структур, а также в трехмерном пространстве.
К сожалению, видео нашлось только в англоязычной версии, но суть ясна.
Исследователи записали основные документы — Всеобщую декларацию прав человека, Хартию вольностей, Библию короля Иакова и «Оптику» Исаака Ньютона на новое устройство, представив его в ЮНЕСКО. Теперь эта технология постепенно коммерциализируется, так как она может быть использована архивистами всего мира, а возможно и будет отправлена в «капсуле времени» в космос.
Наноструктуры были обнаружены случайно в ходе исследований на тему того, каким образом свет взаимодействует с материалом. Полученное устройство хранения характеризуется высокой прочностью. Информация не может быть уничтожена даже при высоких температурах. Есть и другие процессы, где можно достичь более высокой плотности, но разработанное устройство хранения может побить этот рекорд с помощью своей долговечности. В одной из статей данная находка была названа «информационным бессмертием».
Фото предоставлено: spie.org
Каждый элемент информации расположен под защитой стеклянной поверхности, что защищает его от повреждений. Элементы насчитывают всего 20 нанометров (одна миллиардная метра) в диаметре, а расстояние между двумя соседними точками составляет всего 3,7 микрометров (миллионных долей метра), что позволяет записать на такую небольшую поверхность очень много информации.
Возможность записи данных на наноструктурное стекло была обнаружена профессором Казанским в 1996 году. Стекло является химически стабильным и устойчивым к химическим изменениям. Он также может выдерживать температуры до 1000°с (1832°F) без деградации структуры.
Внутренние исследования показали, что даже при повышенных температурах 462K (370°с), долговечность диска 5D составит миллиарды лет. Это означает, что 5D-дискизащищены от любого естественного разрушения, от тепла и от холода, от всего, кроме механических повреждений (все-таки это стекло).
Фото предоставлено: spie.org
Структура стекла не только обеспечивает стабильную структуру, а также является оптимальным материалом для записи данных. Фемтосекундный лазер способен создать наноструктуры в стекле на супербыстрых скоростях (фемтосекундная скорость означает один квадриллион в секунду). С возможностью давать суперинтенсивные световые импульсы и перестраивать стекло изнутри, кристаллизируя его. Полученные кристаллы отличаются высокой прочностью и могут быть размещены в структуре стекла с невероятной точностью.
Традиционный компакт-диск или DVD использует для записи данных бороздки и неровности, фиксируя информацию как последовательность нулей и единиц. Когда лазер проходит через неровности, он отражается обратно и записывает данные как единицу или ноль. Все это может происходить на двухслойном уровне и с несколькими слоями (например, речь идет о двухслойных DVD-дисках), создавая три измерения для записи данных (оси Х, Y и Z).
Процесс изготовления бессмертной флешки
Флэшка 5D использует всем известные 3D технологии, но с добавлением еще двух измерений. Поэкспериментировав, профессор Казанский и его команда сумели поляризовать наноструктуру, и, используя «медленную ориентацию осей», изменить скорость прохождения света через материал. Эти изменения скорости могут быть записаны как отдельные значения, так как нанорешетка может представить 5 разных значений.
Таким образом, каждый бит информации можно записать в пяти различных размерах, что позволяет хранить еще больше данных в еще меньшем объеме. Технология постепенно будет выводится на рынок с возможностью постепенного снижения цены конечного продукта (конечно, если фемтосекундный лазер станет чуточку дешевле). На данный момент оборудование стоит очень дорого, но то же самое можно сказать о любой технологии на ранних стадиях. Жесткие диски не так давно были размером с холодильник и стоили не меньше, но после популяризации и усовершенствования технологии их цена упала, и использовать их смог каждый.
Фото предоставлено: kurzweilai.net
В данный момент профессор Казанский и его команда сосредоточены на использовании 5D технологий для крупномасштабных проектов, таких как строительство «вечного архива» в Антарктиде и создания капсулы времени для отправки на Марс.
Что ж, возможно, действительно была создана технология хранения информации для будущих поколений, такая, которая сможет в случае необходимости обеспечить последнее доказательство существования нашей цивилизации.
Фото предоставлено: theverge.com