未來(lái)的世界將被大量的數(shù)據(jù)洪流所淹沒(méi)。信息從四面八方席卷而來(lái)，被全天候保存在數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)盤中。人們正在把各種各樣的設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)上，并將他們的原始數(shù)據(jù)保存在磁盤中。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每年將增加大約550萬(wàn)個(gè)設(shè)備，2020年將有近210億個(gè)設(shè)備將連接無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)上。
但是，當(dāng)存儲(chǔ)空間耗盡時(shí)，我們要做什么呢？
所有這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用基于磁鐵的技術(shù)，因此，問(wèn)題的答案必須在于開發(fā)可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)的新類型的磁鐵，并以更高的速度收集和共享。
都柏林三一學(xué)院的研究人員認(rèn)為，他們?nèi)涨靶嫉囊粋€(gè)“突破”，為數(shù)據(jù)中心的兩個(gè)大問(wèn)題提供了一個(gè)答案：存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)傳輸速率。其目標(biāo)是能夠?qū)⒏嗟男畔⒋鎯?chǔ)到一個(gè)更小的空間，并且該數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心輸入和輸出的速度更高。
這一發(fā)現(xiàn)來(lái)自于三一學(xué)院的琥珀納米技術(shù)研究中心，并有可能改變我們存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式。其正在開發(fā)的設(shè)備可以傳輸數(shù)據(jù)的速度比目前最好的硬盤驅(qū)動(dòng)器要快100倍，并且在一個(gè)更小的空間存儲(chǔ)更多的信息。
磁性的個(gè)性
這項(xiàng)技術(shù)的主要研究人員是磁學(xué)和磁性材料的世界級(jí)專家琥珀中心首席研究員邁克爾·庫(kù)伊教授。他表示，“我已經(jīng)研究了磁性50年，我喜歡它，”他說(shuō)。“因?yàn)槠渥鳛橐婚T學(xué)科，總有新的東西產(chǎn)生。”
他對(duì)磁性的研究幾乎是偶然發(fā)生的。“我一生都傾注于磁性和磁學(xué)。..當(dāng)我21歲的時(shí)候，我在印度的一所學(xué)校工作，作為一名教師，我接觸了這個(gè)學(xué)科。”他說(shuō)。
當(dāng)年他生了一場(chǎng)病，于是休了一個(gè)月的病假，因他乘坐火車上周游印度全國(guó)。他決定用一個(gè)博士學(xué)位的研究課題打發(fā)漫長(zhǎng)、緩慢的旅程。他找到一本磁性的物理原理的副本，認(rèn)為理解磁性材料的基本文本，并一氣呵成看了一遍。“我被迷住了，從此之后，我一直在研究磁性。”他說(shuō)。
這一發(fā)現(xiàn)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平。該設(shè)備將使用單獨(dú)的電子作為內(nèi)存單元，所以大量的數(shù)據(jù)可以在一個(gè)非常小的空間內(nèi)存儲(chǔ)。
該想法是基于每個(gè)電子的表現(xiàn)就像一個(gè)微小的永久磁鐵。“而傳統(tǒng)的電子技術(shù)卻忘記電子是一塊磁鐵，”他說(shuō)。“只有當(dāng)人們開始關(guān)注對(duì)導(dǎo)電性磁場(chǎng)的影響時(shí)，他們開始考慮電子是一個(gè)微小的磁鐵。”
他們獲得了一個(gè)名為“自旋-軌道扭矩”的效果，但其在基礎(chǔ)上是利用他們的新磁性材料。他說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)了一種新的材料，它不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，有些像鐵磁材料的內(nèi)部行為。”他說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)包括磁學(xué)和磁性開關(guān)的專家，這是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的核心，正在開發(fā)五個(gè)金屬層堆棧，每個(gè)棧只有幾納米厚。一納米是十億分之一米。
雖然只有幾層金屬層存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但它這樣做存儲(chǔ)密度非常高。它還允許高速開關(guān)，其速度是目前的系統(tǒng)的100倍。
庫(kù)伊說(shuō)，“我們相信可以開發(fā)出一個(gè)芯片到芯片發(fā)射器接收器，讓數(shù)據(jù)傳輸率上升，我們將清除其中的礙障。”庫(kù)伊教授是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，其研究成果還獲得過(guò)愛(ài)爾蘭皇家學(xué)院金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
“這些都是想法，希望，可能性，但我們還沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)。”他說(shuō)。他們開發(fā)的技術(shù)詳細(xì)情況近期將在自然納米技術(shù)雜志上發(fā)表。
該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃展示基于該方法的采用他們的新磁性合金的一個(gè)完整的存儲(chǔ)單元，這個(gè)單元是如此之小，堆棧將不得不生長(zhǎng)，而不是構(gòu)建，這個(gè)過(guò)程必須使用琥珀與自愛(ài)爾蘭科學(xué)基金會(huì)資助的新設(shè)備來(lái)實(shí)施。
他們的設(shè)備需要更少的電力來(lái)操作，因此在運(yùn)行大型數(shù)據(jù)中心的成本將會(huì)降低。這也意味著數(shù)據(jù)中心減少了廢熱來(lái)。他們表示，與如今的硬盤相比，在一個(gè)給定的空間里可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，該技術(shù)可能具有維持信息革命的另一個(gè)25年潛力。
零點(diǎn)能量：不那么空的空間
當(dāng)你學(xué)習(xí)磁性時(shí)，會(huì)出現(xiàn)奇怪的事情，例如證明在完全空白的空間里具有可用的能量。
都柏林大學(xué)三一學(xué)院的邁克爾·庫(kù)伊教授和他的同事們驚訝地發(fā)現(xiàn)在一個(gè)什么東西都沒(méi)有的空間中，有一個(gè)極其微弱但持續(xù)的磁場(chǎng)的東西。
長(zhǎng)期以來(lái)，理論物理學(xué)家一直認(rèn)為，空的空間并不是真正的一無(wú)所有，而是充滿了剩余的“零點(diǎn)”能量，剩余的是電磁輻射留下的殘留物。
這其中包括光線，無(wú)線電波和X射線，理論物理學(xué)家認(rèn)為，輻射通過(guò)空的空間時(shí)可能會(huì)殘余一些能量。
事實(shí)上，在大約70年前，美國(guó)和荷蘭的科學(xué)家們就表明了在那里存在大量的能量，但是沒(méi)有人通過(guò)其他的方式來(lái)觀察和發(fā)現(xiàn)它，直到現(xiàn)在為止。
三一研究中心的科學(xué)家們正在研究一種用于汽車排氣系統(tǒng)的納米二氧化鈰納米顆粒材料。出乎意料的是，他們?cè)诓牧现邪l(fā)現(xiàn)了一種奇怪的磁效應(yīng)，并決定對(duì)其進(jìn)行研究。
他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二氧化鈰聚集在一起就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，而這些材料展開時(shí)，這種現(xiàn)象就會(huì)消失。
他們采用普通白糖進(jìn)行了測(cè)試，如果糖晶體結(jié)塊，就發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)，，如果糖溶解就沒(méi)有磁場(chǎng)。然而，如果糖重結(jié)晶出來(lái)的水，磁性會(huì)回來(lái)。
研究小組在自然物理學(xué)雜志上總結(jié)說(shuō)，由于周圍的零點(diǎn)能量，形成了團(tuán)塊的磁性。不幸的是，科學(xué)家們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一種方法來(lái)進(jìn)入這個(gè)自由的能源。
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