RAM magnetică ultra-rapidă cu laser va veni în curând!

Oamenii de știință au descoperit un nou mecanism pentru a schimba starea magnetică a materialelor solide prin focalizarea unui fascicul laser. Se așteaptă că această descoperire va fi aplicată memoriei de calcul de ultra-înaltă viteză în viitor, au spus cercetătorii.
Pentru a descrie relația dintre amplitudinea și frecvența câmpului magnetic optic și proprietățile de absorbție a energiei ale materialelor magnetice, oamenii de știință au construit cu atenție o nouă ecuație. Descoperirile au fost publicate pe 3 ianuarie în revista Physical Review Research.
Deși descoperirea își are rădăcinile în domeniul „magneto-opticii”, ea reprezintă o descoperire cu totul nouă, deoarece oamenii de știință nu cunoșteau anterior modul în care componenta magnetică a undelor luminoase care oscilează rapid ar putea controla magneții.
În memoria computerului, electromagneții în miniatură sunt magnetizați de o tensiune, creând o stare binară „pornit” sau „oprit” care codifică date pentru ca procesorul să le citească și să le reinterpreteze ca 1 sau 0.
Cea mai obișnuită formă de memorie de calcul, cum ar fi memoria dinamică cu acces aleatoriu (DRAM) în laptopuri sau telefoane mobile, este instabilă și pierde date atunci când este oprită alimentarea, dar este simplă în design, realizată din materiale comune, are o eroare scăzută. rata și este ușor de detectat și reparat.
Se pare că noua descoperire se potrivește mai bine cu tehnologia memoriei cu acces aleatoriu magnetorezistiv (MRAM), un tip de memorie nevolatilă folosită mai frecvent în nave spațiale, precum și în aplicații militare și alte aplicații industriale.
Se știu puține despre interacțiunile dintre materialele magnetice și radiații atunci când acestea sunt într-o stare de neechilibru, o zonă care se împletește cu legile ciudate ale mecanicii cuantice, care este folosită pentru a construi calculatoare cuantice.
„Avem o ecuație de bază pentru a descrie această interacțiune. Acest lucru ne-a determinat să aruncăm o privire nouă asupra înregistrării optomagnetice și ne-a condus către realizarea de dispozitive de stocare optomagnetice dense, eficiente din punct de vedere energetic și economice, chiar dacă astfel de dispozitive nu există în prezent.” spuse Capua.
Încercările anterioare de a folosi componenta magnetică a fasciculelor de lumină pentru a răsturna burghiile magnetice în acest fel nu au avut un succes semnificativ, potrivit Capua. Cu toate acestea, el crede că noile ecuații vor ajuta cercetătorii să integreze cu succes acest mecanism.
El mai prezice că, în viitorul îndepărtat, această tehnologie poate permite componentelor MRAM să fie mai rapide și mai eficiente decât celulele RAM actuale de ultimă generație.
Timpul ciclului optic al tehnologiei (adică timpul necesar pentru ca o undă electromagnetică optică să termine de oscilare) ar putea fi de un milion de ori mai rapid decât memoria convențională. Durata ciclului electric rulează pe scara nanosecunde (1 secundă este 1 miliard de nanosecunde), în timp ce un fascicul de lumină tipic rulează pe scara picosecunde (1 secundă este 1 trilion de picoseconde).
Există, de asemenea, potențialul de aplicații viitoare ale acestei tehnologii la memoria cuantică în computerele cuantice, unde un fascicul de lumină ar putea fixa un bit magnetic într-o stare care nu este nici 0, nici 1, ci o suprapunere a celor două stări, exact ca un bit cuantic într-un computer cuantic. Deși acesta este încă un obiectiv îndepărtat în actuala inginerie de precizie, Capua consideră că descoperirea echipei sale ar putea deschide calea pentru viitoare aplicații ale acestei tehnologii.
Tehnologia ar putea duce, de asemenea, la un control mai bun asupra intensității și duratei fasciculului și asupra efectului acestuia asupra sistemului de stocare, ceea ce duce la economii de energie în sistemele digitale de stocare. "Prin reglarea duratei și energiei fasciculului luminos, puterea de scriere poate fi redusă. Evident, atunci când dispozitivul este inactiv, deoarece memoria magnetică este nevolatilă, nu consumă nicio energie."