Kas būtų, „jeigu galėtume atomus išdėstyti taip, kaip norime“? Šito klausė fizikas Richardas Feynmanas įtakingoje paskaitoje 1959-aisiais. Tokia manipuliacija reikštų, kad informacija teksto pavidalu galėtų būti įrašyta naudojant atomus. Savo kalboje fizikas spėjo, kad visa Britanijos enciklopedija galėtų būti įrašyta smeigtuko galvutėje.
Praėjus trims dešimtmečiams nuo paskaitos grupė IBM mokslininkų kaip tik tai ir padarė, rašo economist.com. Jie sugebėjo savo įmonės pavadinimą parašyti panaudoję 35 ksenono atomus, gulinčius ant nikelio lakšto. Tai buvo pirmasis informacijos įrašymo atvejis manipuliuojant atomais. Individualūs atomai juda. Kuo daugiau temperatūra krenta, tuo mažiau jie ima judėti, taigi tam, kad atomai būtų stabilūs, mokslininkai juos turėjo atšaldyti iki -269 laipsnių Celsijaus, vos 4 laipsniais virš absoliutaus nulio – šalčiausios fizikoje įmanomos temperatūros. Tačiau metodas buvo toks brangus, kad nevertėjo įrašyti didesnio kiekio informacijos nei trijų raidžių.
Dabar mokslininkų komanda, vadovaujama Sandero Otte‘o iš Delft technologijos universiteto Vokietijoje, rado geresnį būdą, kaip laikyti atomus vietoje, nutiesdami kelią didesnio masto informacijos talpinimui atominiu lygiu. „Nature Technology“ rašoma, kad mokslininkai sugebėjo sutalpinti vieną teksto paragrafą (kilobaitą duomenų) palyginti „švelnioje“ temperatūroje – -196 laipsnių Celsijaus.
Tai gali neatrodyti kaip didelis pokytis, tačiau tokios temperatūros gali būti pasiektos šaldant skystą azotą, kuris kur kas pigesnis nei skystas helis, naudotas IBM eksperimente. Delft universiteto komanda sutalpino informaciją ne rašydami raides atomais, kaip tai darė IBM, tačiau dvejetainiu kodu. Jie padengė vario lakštą chloro atomais, o šio proceso metu chloridai natūraliai suformavo grotelių tinklelį virš vario. Tačiau komanda nepanaudojo pakankamai chlorino, kad varis būtų uždengtas pilnai – medžiagos užteko padengti penkiems šeštadaliams jos paviršiaus. Likęs paviršiaus plotas susidarė iš „vakancijų“ – erdvių, kurios chloro atomai galėjo būti, tačiau nebuvo – išsibarsčiusių po visą lakštą.
Dėl ryšių tarp atomų chloro grotelės pasirodė esančios kur kas stabilesnės nei pavieniai atomai, kuriuos naudojo IBM, net ir tuo atveju, kai buvo didelis kiekis vakancijų. Komanda panaudojo poras, kuriose buvo po viena atomą ir vakanciją, kad užkoduotų informacijos bitus. Jie sugebėjo įrašyti ir perrašyti atmintį stumdami atomus kiekvienoje poroje pirmyn ir atgal. Tai mokslininkai padarė panaudoję skenavimo tuneliavimo mikroskopo zondą – tokį pat įrenginį, kurį prieš 26 metus naudojo ir IBM. Kaip ir tradiciniame kietajame diske, aštuoni bitai buvo išdėlioti kartu taip, kad suformuotų vieną baitą, kurio pakanka užkoduoti vienai raidei standartinėje kompiuterių schemoje.
Grotelės buvo pakankamai stabilios ir mokslininkai sugebėjo sukurti 1016 atominių baitų vos 96x126 nanometrų plote. Tai atitinka 78 terabitus kvadratiniame centimetre ir yra šimtus kartų efektyviau, nei dabar naudojamuose kompiuterių kietuosiuose diskuose. Tokio tipo atominio talpinimo tankumas ateityje gali praplėsti telefonų, kompiuterių ir duomenų centrų atminties gebėjimus. Tačiau kad tai įvyktų, mokslininkams reikės išspręsti keletą iššūkių. Reikėtų, kad atomai būtų stabilūs kambario temperatūroje, o kol kas šis procesas vysta itin lėtai. Vieno bloko duomenų skaitymas trunka net kelias minutes. Tokiu būdu paremta technologija veiktų tūkstančius kartų lėčiau, nei šių dienų kietuosiuose diskuose.
