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| Utilizando la nanotecnología, los investigadores han desarrollado una técnica para aumentar la capacidad de almacenamiento de datos de un DVD de un mísero 4,7 GB a 1000 TB |
Vivimos en un mundo donde la información digital está
explotando. El 90% de los datos del mundo se genera en los últimos
dos años . La pregunta obvia es: ¿cómo podemos almacenar todo?
En Nature Communications hoy, nosotros, junto con
Richard Evans del CSIRO, mostramos cómo se desarrolló una nueva técnica para
que la capacidad de datos de un DVD que aumente de 4,7 gigabytes hasta un
petabyte (1.000 terabytes). Esto es el equivalente de 10,6 años de
comprimido de vídeo de alta definición o 50.000 películas completas de alta
definición.
Entonces, ¿cómo nos las arreglamos para conseguir un
gran impulso como en el almacenamiento de datos? En primer lugar, tenemos
que entender cómo se almacenan los datos en los discos ópticos como CD y DVD.
LOS FUNDAMENTOS DE ALMACENAMIENTO DIGITAL
Aunque los discos ópticos se utilizan para transportar
software, películas, juegos y datos privados, y tienen grandes ventajas frente
a otros medios de grabación en términos de costo, durabilidad y fiabilidad, su
capacidad de almacenamiento de datos de baja es su principal factor limitante.
La operación de almacenamiento óptico de datos es
bastante simple. Cuando se quema un CD, por ejemplo, la información se
transforma en cadenas de dígitos binarios (0s y 1s, también llamados los
bits ). Cada bit está a continuación láser de "quemado" en
el disco, utilizando un único haz de luz, en forma de puntos.
La capacidad de almacenamiento de discos ópticos está
limitada principalmente por las dimensiones físicas de los puntos. Pero
como hay un límite para el tamaño del disco, así como el tamaño de los puntos,
muchos métodos actuales de almacenamiento de datos, tales como los DVD y discos
Blu-ray, siguen teniendo una densidad de almacenamiento bajo nivel.
Para evitar esto, hemos tenido que mirar a las leyes
fundamentales de la luz.
CIRCUNNAVEGANDO LÍMITE DE ABBE
En 1873, el físico alemán Ernst Abbe publicó una
ley que limita el ancho de haces de luz.
Sobre la base de esta ley, el diámetro de un punto de
luz, que se obtiene por enfocar un haz de luz a través de una lente, no puede
ser inferior a la mitad de su longitud de onda - alrededor de 500 nanómetros (a
sólo 500 mil millonésimas de metro) de la luz visible.
Y si bien esta ley juega un papel muy importante en la
microscopía óptica moderna, sino que también crea una barrera para todos los
esfuerzos de los investigadores para producir sumamente pequeños puntos - en la
región del nanómetro - para utilizar como bits binarios.
En nuestro estudio, hemos mostrado cómo romper este
límite fundamental mediante el uso de un método de dos haz de luz, con
diferentes colores, para la grabación en discos en lugar del método de luz de
carretera convencional de una sola.
Ambas vigas deben cumplir con la ley de Abbe, por lo que
no pueden producir puntos más pequeños de forma individual. Pero nos dimos
los dos haces diferentes funciones:
El primer haz (rojo, en la figura de la derecha) tiene
una forma redonda, y se utiliza para activar la grabación. Lo llamamos el
haz de escritura
El segundo haz de - la forma de rosquilla púrpura -
desempeña una función anti-grabación, la inhibición de la función del haz de
escritura
Los dos haces se superponen a continuación. A
medida que el segundo haz de cancelado a cabo la primera en su anillo de
rosquilla, el proceso de grabación fue fuertemente confinado en el centro del
haz de escritura.
Esta nueva técnica produce un punto focal efectiva de
nueve nanómetros - o diezmilésima el diámetro de un cabello humano.
LA TÉCNICA, EN TÉRMINOS PRÁCTICOS
Nuestro trabajo será de gran impacto en el desarrollo de
dispositivos súper compactos, así como la investigación en nanociencia y
nanotecnología.
La característica excepcional de la penetración de los
rayos de luz permite la grabación o la fabricación 3D, lo que puede aumentar
drásticamente el almacenamiento de datos - el número de puntos - en un único dispositivo
óptico.
La técnica también es rentable y portátil, como se
utilizan elementos ópticos y láser sólo convencionales, y permite el desarrollo
de almacenamiento de datos óptico con una larga vida y bajo consumo de energía,
que podría ser una plataforma ideal para un centro de datos grande.
A medida que la tasa de información que se genera en
todo el mundo se sigue acelerando , el objetivo de más capacidad de
almacenamiento en dispositivos compactos continuará. Nuestro avance ha
puesto ese objetivo a nuestro alcance.
Fuente: http://theconversation.com
