Бесплатная техническая библиотека. Статьи из журнала Наука и жизнь, 2019 г.

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива

Стекло, хранящее память человечества на тысячелетия 17.02.2026

Человечество всегда искало способы сохранить знания надолго: от наскальных рисунков и глиняных табличек древних цивилизаций до пергамента Средневековья и современных цифровых носителей. Однако любой существующий сегодня способ хранения информации - будь то жесткие диски, магнитные ленты или флеш-память - имеет ограниченный срок службы, измеряемый годами или десятилетиями. Со временем данные неизбежно деградируют, требуя постоянного копирования и миграции, что создает огромные затраты и риски потери. Теперь исследователи из Microsoft предложили радикально иной подход: кодирование информации непосредственно внутри стекла с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов, что обещает стабильность на протяжении тысячелетий.

Проект Silica, разрабатываемый специалистами Microsoft Research в Кембридже, использует фемтосекундный лазер для создания крошечных структур - вокселей - внутри объема стекла. Эти воксели представляют собой контролируемые деформации или изменения оптических свойств материала, в которые преобразуются цифровые биты через специальные символические группы. Ричард Блэк, директор по исследованиям проекта Silica, подчеркивает невероятную прочность и долговечность такого носителя: однажды помещенные внутрь стекла данные защищены от воды, тепла, пыли, электромагнитных полей и практически любого внешнего воздействия.

Процесс записи оказался поразительно эффективным. Для формирования каждого вокселя требуется всего один лазерный импульс, а разделение луча на четыре независимых потока позволяет одновременно фиксировать информацию в разных точках. В результате достигается скорость записи до 65,9 миллиона бит в секунду. Команда описала, как в куске плавленого кварцевого стекла площадью 12 квадратных сантиметров и толщиной 2 миллиметра удается разместить 301 слой вокселей, обеспечивая полезную емкость 4,84 ТБ - это объем, сопоставимый примерно с двумя миллионами печатных книг.

Важным шагом вперед стало освоение более доступного и дешевого материала - боросиликатного стекла, того самого, из которого производят посуду Pyrex. По словам Ричарда Блэка, этот материал гораздо проще в изготовлении, значительно дешевле и не требует сложных условий производства, в отличие от дорогого плавленого кварца. Переход на боросиликат позволил снизить затраты и упростить как запись, так и последующее чтение данных, сохранив при этом выдающуюся стабильность.

Чтение информации также полностью автоматизировано: специальная система с камерой и автоматическим микроскопом сканирует стекло, фиксирует изображения вокселей, после чего алгоритмы машинного обучения декодируют их обратно в цифровые данные. Исследователи подчеркивают, что весь цикл - от записи до извлечения - выполняется без ручного вмешательства, что делает технологию надежной и удобной для промышленного применения. Ускоренные тесты старения показали, что воксели в боросиликатном стекле сохраняют целостность более 10 000 лет даже при комнатной температуре.

Хотя технология демонстрирует революционные характеристики, ее целевая аудитория - крупные облачные провайдеры и компании, занимающиеся долгосрочным архивным хранением больших объемов данных, а не обычные пользователи или небольшие офисы. Мелисса Террас, профессор цифрового культурного наследия из Эдинбургского университета, не участвовавшая в проекте, высоко оценила достижение, отметив огромный интерес к инертным носителям, не требующим постоянного обслуживания и способным обеспечить долгосрочное управление цифровой информацией.

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электродвигатели. Подборка статей

▪ статья Метрология, стандартизация и сертификация. Конспект лекций

▪ статья Какое животное теоретически бессмертно? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание кранов грузоподъемностью до 500 кг. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Регулятор громкости и тембра современного стереокомплекса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Синтезатор частоты для автомобильной радиостанции диапазона 27 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте