ویکی‌پدیا

حافظه نوری پنج‌بعدی

حافظهٔ اپتیکال ۵ بعدی (که به عنوان کریستال حافظه سوپرمن نیز شناخته می‌شود،[۱] اشاره‌ای به کریستال‌های حافظه کریپتونی از مجموعه سوپرمن) یک شیشه نانوساختاری آزمایشی برای ضبط دائمی داده‌های دیجیتال با استفاده ازیک فرایند نوشتار لیزر فمتوسکندی است.[۲] دیسک‌های استفاده‌کننده از این فناوری می‌توانند تا ۳۶۰ ترابایت داده[۳][۴] را برای میلیاردها سال ذخیر کنند.[۵][۶][۷][۸] این مفهوم در سال ۲۰۱۳ به صورت آزمایشی مطرح شده است.[۹][۱۰][۱۱] هیتاچی و مایکروسافت تحقیقاتی در مورد تکنیک‌های ذخیره‌سازی نوری مبتنی بر شیشه انجام داده‌اند که مایکروسافت از آن تحت عنوان پروژه سیلیکا یاد می‌کند.[۱۲][۱۳]

عبارت «۵ بعدی» تنها یک اصطلاح بازاریابی است، زیرا دستگاه تنها دارای ۳ بعد فیزیکی است و هیچ ویژگی بعد بالاتر عجیب و غریبی ندارد. ماهیت فرکتال/هولوگرافیک ذخیره‌سازی داده‌های آن نیز کاملاً سه بعدی است. اندازه، جهت و موقعیت سه بعدی نانوساختارها، به اصطلاح پنج بعد آن را تشکیل می‌دهند.[۳]

طراحی فنّی

ویرایش

مفهوم این است که داده‌ها را به صورت نوری در مواد شفاف غیر حساس به نور مانند شیشهٔ کوارتزی، که پایداری شیمیایی بالایی دارد، ذخیره کنیم. ضبط داده با استفاده از لیزر فمتوسکندی برای اولین بار در سال ۱۹۹۶ پیشنهاد و نشان داده شده است.[۱][۱۴][۱۵] محیط ذخیره‌سازی شامل شیشهٔ کوارتزی است، جایی که ابعاد فضایی، شدّت، قطبش و طول موج برای تغییر دادة استفادة می‌شود. با قرار دادن نانوذرات طلا یا نقره محفوظ در مادة، می‌توان خصوصیات پلاسمونیک آن‌ها را به کار گرفت.[۱]

به گفتهٔ دانشگاه ساوثمپتون:

دیسک‌های ۵-بعدی [دارای] الگوهای ریزی هستند که در ۳ لایه درون دیسک‌ها چاپ شده‌اند. بستگی به زاویة که به آن‌ها نگاه می‌کنید، این الگوها می‌توانند کاملاً متفاوت به نظر برسند. این قضیه ممکن است مانند داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد، اما در واقع یک توهم بصری بسیار پیچیده است. در این مورد، پنج بعد داخل دیسک‌ها شامل اندازه و جهت‌گیری در ارتباط با موقعیت سه‌بعدی نانوساختارها هستند. مفهوم پنج‌بعدی بودن به این معناست که یک دیسک بسته به زاویه‌ای که به آن نگاه می‌شود و بزرگ‌نمایی میکروسکوپ استفاده شده برای دیدن آن، چندین تصویر مختلف دارد. به‌طور کلی، هر دیسک شامل چندین لایه از تصاویر سطح میکرو و ماکرو است.[۱۶]

داده‌های ضبط شده را می‌توان با ترکیب یک میکروسکوپ نوری و یک قطبنده خواند.[۱۷]

این تکنیک اولین بار در سال ۲۰۱۰ توسط آزمایشگاه کازویوکی هیرائو در دانشگاه کیوتو[۱۸] نشان داده شده، و بعد توسط گروه تحقیقات پیتر کازانسکی در مرکز تحقیقات الکترونیک نوری، دانشگاه ساوثمپتون،[۱۹][۲۰][۲۱][۲۲] توسعهٔ بیشتری یافت. دیسک‌های ضبط شده از آن زمان برای ۳۱۰۰ ساعت در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد آزمایش شده و نشان داده شده است که حتی ده سال بعد هم «به‌طور کامل» کار می‌کنند.[۲۳]

استفاده‌ها

ویرایش

در سال ۲۰۱۸، پروفسور پیتر کازانسکی از این فناوری برای ذخیره یک نسخه از سه‌گانه بنیاد ایزاک آسیموف استفاده کرد، که در ارتباط با بنیاد مأموریت آرچ، درون تسلا رودستر ایلان ماسک به فضا پرتاب شد.[۲۴]

همچنین ببینید

ویرایش

ذخیره داده دیجیتال در دی‌ان‌ای

منابع

ویرایش
  1. ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ Kazansky, P.; et al. (11 March 2016). "Eternal 5D data storage via ultrafast-laser writing in glass". SPIE Newsroom.
  2. ↑ ""Cristais de memória do Superman" armazenam até 360TB por 1 milhão de anos". Terra. November 11, 2013. Retrieved 1 March 2016.
  3. ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ "Eternal 5D data storage could record the history of humankind". دانشگاه ساوت‌همپتون. 18 February 2016.
  4. ↑ Huebler, Kevin (20 February 2016). "Superman memory crystal lets you store 360TB worth of data". CNBC.
  5. ↑ "5D nanostructured quartz glass optical memory could provide 'unlimited' data storage for a million years". kurzweilai.net. 10 July 2013.
  6. ↑ Borghino, Dario (11 July 2013). ""Superman memory crystal" could store hundreds of terabytes indefinitely". New Atlas.
  7. ↑ Mullen, Jethro (17 February 2016). "New 'Superman' crystals can store data for billions of years". CNN-Tech.
  8. ↑ Kazansky, Peter (11 March 2016). "Nanostructures in glass will store data for billions of years". SPIE Newsroom. Retrieved 11 March 2016.
  9. ↑ "5D 'Superman memory' crystal could lead to unlimited lifetime data storage". دانشگاه ساوت‌همپتون. 9 July 2013.
  10. ↑ Zhang, Jingyu; Gecevičius, Mindaugas; Beresna, Martynas; Kazansky, Peter G. (2013). "5D Data Storage by Ultrafast Laser Nanostructuring in Glass" (PDF). CLEO: 2013 Postdeadline (PDF). pp. CTh5D.9. doi:10.1364/CLEO_SI.2013.CTh5D.9. ISBN 978-1-55752-973-2. Archived from the original (PDF) on 2014-09-06.
  11. ↑ "New nanostructured glass for imaging and recording developed". Phys.org. 15 August 2011.
  12. ↑ "Project Silica". Microsoft.
  13. ↑ Welch, Chris (27 September 2012). "Hitachi invents quartz glass storage capable of preserving data for millions of years". The Verge.
  14. ↑ Glezer, E. N.; Milosavljevic, M.; Huang, L.; Finlay, R. J.; Her, T. -H.; Callan, J. P.; Mazur, E. (1996). "Three-dimensional optical storage inside transparent materials". Optics Letters. 21 (24): 2023–2025. Bibcode:1996OptL...21.2023G. doi:10.1364/OL.21.002023. ISSN 0146-9592. PMID 19881880.
  15. ↑ Watanabe, Mitsuru; Juodkazis, Saulius; Sun, Hong-Bo; Matsuo, Shigeki; Misawa, Hiroaki; Miwa, Masafumi; Kaneko, Reizo (1999). "Transmission and photoluminescence images of three-dimensional memory in vitreous silica". Applied Physics Letters. 74 (26): 3957–3959. Bibcode:1999ApPhL..74.3957W. doi:10.1063/1.124235. ISSN 0003-6951.
  16. ↑ Youngblood, Tim (20 February 2016). "5D Data Storage, How Does it Work and When Can We Use it?" (به انگلیسی). All About Circuits. Retrieved 2 September 2019.
  17. ↑ "Optical 'Superman' memory flies with orbiting Tesla". Optics. February 7, 2018. Retrieved February 17, 2018.
  18. ↑ Shimotsuma, Yasuhiko; Sakakura, Masaaki; Kazansky, Peter G.; Beresna, Martynas; Qiu, Jiarong; Miura, Kiyotaka; Hirao, Kazuyuki (2010). "Ultrafast Manipulation of Self-Assembled Form Birefringence in Glass". Advanced Materials. 22 (36): 4039–4043. Bibcode:2010AdM....22.4039S. doi:10.1002/adma.201000921. ISSN 0935-9648. PMID 20734374. S2CID 205237009.
  19. ↑ Beresna, Martynas; Gecevičius, Mindaugas; Kazansky, Peter G.; Taylor, Thomas; Kavokin, Alexey V. (2012). "Exciton mediated self-organization in glass driven by ultrashort light pulses" (PDF). Applied Physics Letters. 101 (5): 053120. Bibcode:2012ApPhL.101e3120B. doi:10.1063/1.4742899. ISSN 0003-6951.
  20. ↑ Zhang, Jingyu; Gecevičius, Mindaugas; Beresna, Martynas; Kazansky, Peter G. (2014). "Seemingly Unlimited Lifetime Data Storage in Nanostructured Glass". Physical Review Letters. 112 (3): 033901. Bibcode:2014PhRvL.112c3901Z. doi:10.1103/PhysRevLett.112.033901. ISSN 0031-9007. PMID 24484138. S2CID 27040597.
  21. ↑ Kazansky, Peter; Cerkauskaite, Ausra; Drevinskas, Rokas (June 2016). "Optical memory enters 5D realm". Physics World. Archived from the original on 22 March 2019. Retrieved 5 February 2018.
  22. ↑ Klotzbach, Udo; Washio, Kunihiko; Arnold, Craig B.; Zhang, J.; Čerkauskaitė, A.; Drevinskas, R.; Patel, A.; Beresna, M.; Kazansky, P. G. (2016). "Eternal 5D data storage by ultrafast laser writing in glass". In Klotzbach, Udo; Washio, Kunihiko; Arnold, Craig B (eds.). Laser-based Micro- and Nanoprocessing X. Proceedings of SPIE. Vol. 9736. pp. 97360U. doi:10.1117/12.2220600. ISSN 0277-786X. S2CID 123893150.
  23. ↑ Park, Chang-Hyun; Petit, Yannick (2020-11-24). "Five-Dimensional Optical Data Storage Based on Ellipse Orientation and Fluorescence Intensity in a Silver-Sensitized Commercial Glass". Micromachines. 11 (12): 1026. doi:10.3390/mi11121026. PMC 7760589. PMID 33255189.
  24. ↑ Szondy, David (February 13, 2018). "Tesla Roadster carries Asimov sci-fi classic to the stars". New Atlas. Retrieved February 13, 2018.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=حافظه_نوری_پنج‌بعدی&oldid=40406431»