Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một phát minh mới sử dụng nam châm để ghi lại dữ liệu máy tính tiêu thụ năng lượng gần như bằng không, giải quyết vấn đề nan giải về cách tạo tốc độ xử lý dữ liệu nhanh hơn mà không tốn chi phí năng lượng cao.
Xử lý dữ liệu cực nhanh bằng các xung ánh sáng thay vì điện đã được tạo ra bởi các nhà khoa học.
Sáng chế sử dụng nam châm để ghi lại dữ liệu máy tính tiêu thụ năng lượng gần như bằng không, giải quyết vấn đề nan giải về cách tạo tốc độ xử lý dữ liệu nhanh hơn mà không phải trả chi phí năng lượng cao.
Các máy chủ của trung tâm dữ liệu ngày nay tiêu thụ từ 2 đến 5% lượng điện tiêu thụ toàn cầu, tạo ra nhiệt, do đó cần nhiều năng lượng hơn để làm mát máy chủ.
Vấn đề nghiêm trọng đến mức Microsoft thậm chí đã nhấn chìm hàng trăm dịch vụ trung tâm dữ liệu của mình trên đại dương trong nỗ lực giữ cho chúng mát mẻ và cắt giảm chi phí.
Hầu hết dữ liệu được mã hóa dưới dạng thông tin nhị phân (tương ứng 0 hoặc 1) thông qua sự định hướng của các nam châm nhỏ, được gọi là spin, trong các ổ cứng từ tính. Đầu đọc / ghi từ tính được sử dụng để thiết lập hoặc truy xuất thông tin bằng cách sử dụng dòng điện tiêu tán lượng năng lượng khổng lồ.
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu quốc tế xuất bản trên tạp chí Nature đã giải quyết vấn đề bằng cách thay thế điện bằng các xung ánh sáng cực ngắn – thời lượng của một phần nghìn giây – tập trung bằng ăng ten đặc biệt trên đầu nam châm.
Phương pháp mới này cực nhanh nhưng tiết kiệm năng lượng đến mức nhiệt độ của nam châm không tăng lên chút nào.
Nhóm nghiên cứu bao gồm Tiến sĩ Rostislav Mikhaylovskiy, trước đây tại Đại học Radboud và bây giờ là Đại học Lancaster, Stefan Schlauderer, Tiến sĩ Christoph Lange và Giáo sư Rupert Huber từ Đại học Regensburg, Giáo sư Alexey Kimel từ Đại học Radboud và Giáo sư Anatoly Zvezdin từ Học viện Khoa học Nga.
Họ đã chứng minh phương pháp mới này bằng cách tạo ra một nam châm với các vụ nổ ánh sáng cực nhanh (thời lượng của một phần triệu của một phần triệu giây) ở tần số trong vùng hồng ngoại xa, được gọi là dải phổ terahertz.
Tuy nhiên, ngay cả các nguồn ánh sáng terahertz mạnh nhất hiện tại cũng không cung cấp các xung đủ mạnh để chuyển hướng của nam châm sang ngày.
Bước đột phá đã đạt được bằng cách sử dụng cơ chế tương tác hiệu quả của khớp nối giữa spin và điện trường terahertz, được phát hiện bởi cùng một đội.
Sau đó, các nhà khoa học đã phát triển và chế tạo một ăng ten rất nhỏ trên đỉnh nam châm để tập trung và nhờ đó tăng cường điện trường ánh sáng. Điện trường cục bộ mạnh nhất này đủ để điều hướng từ hóa của nam châm đến hướng mới của nó chỉ trong một phần nghìn giây.
Nhiệt độ của nam châm hoàn toàn không tăng vì quá trình này đòi hỏi năng lượng chỉ bằng một lượng tử ánh sáng terahertz – một photon – mỗi lần quay.
Tiến sĩ Mikhaylovskiy nói: “Mất năng lượng thấp kỷ lục làm cho phương pháp này có thể mở rộng.
Các thiết bị lưu trữ trong tương lai cũng sẽ khai thác định nghĩa không gian tuyệt vời của các cấu trúc ăng ten cho phép các bộ nhớ từ thực tế với tốc độ và hiệu suất năng lượng tối đa đồng thời. “
Anh dự định thực hiện nghiên cứu sâu hơn bằng cách sử dụng tia laser cực nhanh mới tại Đại học Lancaster cùng với máy gia tốc tại Viện Cockroft có khả năng tạo ra các xung ánh sáng cực mạnh để cho phép chuyển đổi nam châm và xác định tốc độ và năng lượng thực tế và giới hạn năng lượng của ghi từ.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Lancaster . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :