爱尔兰科学家在数据存储问题具有重大突破

未来的世界将被大量的数据洪流所淹没。信息从四面八方席卷而来，被全天候保存在数据中心的存储盘中。人们正在把各种各样的设备接入到互联网上，并将他们的原始数据保存在磁盘中。

　　物联网设备每年将增加大约550万个设备，2020年将有近210亿个设备将连接无线互联网上。

　　但是，当存储空间耗尽时，我们要做什么呢？

　　所有这些数据存储使用基于磁铁的技术，因此，问题的答案必须在于开发可以存储更多的数据的新类型的磁铁，并以更高的速度收集和共享。

　　都柏林三一学院的研究人员认为，他们日前宣布的一个“突破”，为数据中心的两个大问题提供了一个答案：存储密度和数据传输速率。其目标是能够将更多的信息存储到一个更小的空间，并且该数据在数据中心输入和输出的速度更高。

　　这一发现来自于三一学院的琥珀纳米技术研究中心，并有可能改变我们存储数据的方式。其正在开发的设备可以传输数据的速度比目前最好的硬盘驱动器要快100倍，并且在一个更小的空间存储更多的信息。

　　磁性的个性

　　这项技术的主要研究人员是磁学和磁性材料的世界级专家琥珀中心首席研究员迈克尔·库伊教授。他表示，“我已经研究了磁性50年，我喜欢它，”他说。“因为其作为一门学科，总有新的东西产生。”

　　他对磁性的研究几乎是偶然发生的。“我一生都倾注于磁性和磁学。..当我21岁的时候，我在印度的一所学校工作，作为一名教师，我接触了这个学科。”他说。

　　当年他生了一场病，于是休了一个月的病假，因他乘坐火车上周游印度全国。他决定用一个博士学位的研究课题打发漫长、缓慢的旅程。他找到一本磁性的物理原理的副本，认为理解磁性材料的基本文本，并一气呵成看了一遍。“我被迷住了，从此之后，我一直在研究磁性。”他说。

　　这一发现将数据存储技术达到了一个新的水平。该设备将使用单独的电子作为内存单元，所以大量的数据可以在一个非常小的空间内存储。

　　该想法是基于每个电子的表现就像一个微小的永久磁铁。“而传统的电子技术却忘记电子是一块磁铁，”他说。“只有当人们开始关注对导电性磁场的影响时，他们开始考虑电子是一个微小的磁铁。”

　　他们获得了一个名为“自旋-轨道扭矩”的效果，但其在基础上是利用他们的新磁性材料。他说：“我们发现了一种新的材料，它不会产生磁场，有些像铁磁材料的内部行为。”他说。

　　该团队包括磁学和磁性开关的专家，这是数据存储的核心，正在开发五个金属层堆栈，每个栈只有几纳米厚。一纳米是十亿分之一米。

　　虽然只有几层金属层存储数据，但它这样做存储密度非常高。它还允许高速开关，其速度是目前的系统的100倍。

　　库伊说，“我们相信可以开发出一个芯片到芯片发射器接收器，让数据传输率上升，我们将清除其中的碍障。”库伊教授是英国皇家学会会员，其研究成果还获得过爱尔兰皇家学院金质奖章。

　　“这些都是想法，希望，可能性，但我们还没有完全实现。”他说。他们开发的技术详细情况近期将在自然纳米技术杂志上发表。

　　该团队计划展示基于该方法的采用他们的新磁性合金的一个完整的存储单元，这个单元是如此之小，堆栈将不得不生长，而不是构建，这个过程必须使用琥珀与自爱尔兰科学基金会资助的新设备来实施。

　　他们的设备需要更少的电力来操作，因此在运行大型数据中心的成本将会降低。这也意味着数据中心减少了废热来。他们表示，与如今的硬盘相比，在一个给定的空间里可以存储更多的数据。

　　研究团队认为，该技术可能具有维持信息革命的另一个25年潜力。

　　零点能量：不那么空的空间

　　当你学习磁性时，会出现奇怪的事情，例如证明在完全空白的空间里具有可用的能量。

　　都柏林大学三一学院的迈克尔·库伊教授和他的同事们惊讶地发现在一个什么东西都没有的空间中，有一个极其微弱但持续的磁场的东西。

　　长期以来，理论物理学家一直认为，空的空间并不是真正的一无所有，而是充满了剩余的“零点”能量，剩余的是电磁辐射留下的残留物。

　　这其中包括光线，无线电波和X射线，理论物理学家认为，辐射通过空的空间时可能会残余一些能量。

　　事实上，在大约70年前，美国和荷兰的科学家们就表明了在那里存在大量的能量，但是没有人通过其他的方式来观察和发现它，直到现在为止。

　　三一研究中心的科学家们正在研究一种用于汽车排气系统的纳米二氧化铈纳米颗粒材料。出乎意料的是，他们在材料中发现了一种奇怪的磁效应，并决定对其进行研究。

　　他们发现，当二氧化铈聚集在一起就会出现这种现象，而这些材料展开时，这种现象就会消失。

　　他们采用普通白糖进行了测试，如果糖晶体结块，就发现了磁场，，如果糖溶解就没有磁场。然而，如果糖重结晶出来的水，磁性会回来。

　　研究小组在自然物理学杂志上总结说，由于周围的零点能量，形成了团块的磁性。不幸的是，科学家们还没有发现一种方法来进入这个自由的能源。