Miniaturní magnetické víry chtějí vědci použít v nové počítačové paměti

Brno - Brněnští vědci ze Středoevropského technologického institutu (CEITEC) mají na svém kontě další úspěch. Dvojici mladých výzkumníků se podařilo zjistit, jak lze ovládat takzvané magnetické víry. Objev může pomoct k vývoji spolehlivější a výkonnější počítačové paměti. Výsledky jejich výzkumu, na kterém spolupracovali s kolegy z Kalifornie a Berkley ve Spojených státech, publikoval i vědecký časopis Nature Nanotechnology.

„Když takový magnet mnohonásobně zmenšíme do tvaru disku, tak se nám to magnetické pole, které bylo původně vně, uzavře dovnitř a vytvoří nám magnetický vír,“ vysvětloval spoluautor výzkumu Michal Urbánek z CEITECu. Podobný jev vzniká třeba při vodním víru nebo tornádu. Tady je to ale jen na ploše několika nanometrů, tedy mimo dosah lidského oka.

„Dokázali jsme rychle a kontrolovaně změnit směr stáčení magnetického víru, to je stejné, jako kdybychom dokázali změnit směr tornáda. Tohoto jevu můžeme využít k uchování informací,“ vysvětlil Urbánek. Nová počítačová pamět, k jejímuž vývoji chtějí vědci magnetické nanovíry použít, bude mnohem úspornější a rychlejší. Uchová až dvojnásobek informací oproti těm současným, navíc se z ní ani při odpojení ze sítě uložené informace neztratí.

Ověření teoretických předpokladů si vyžádalo náročné experimenty na urychlovači částic v Berkeley. „Už samotná příprava vzorků s magnetickými nanodisky je velmi náročná. Připravit jeden vzorek trvá přibližně dvacet hodin, úspěšnost přípravy je kolem deseti procent. Vlastní experimenty na synchrotronu pak probíhají několik dní ve směnném provozu nonstop, neboť experimentální čas je tam velmi vzácný,“ uvedl Urbánek.

Nanomagnety jsou tisíckrát menší, než je šířka lidského vlasu. Vědci je vyrábí v laboratořích. Klíčové je zachování naprosto čistého sterilního prostředí. „Vzhledem k velikosti těch objektů, které vyrábíme, si nemůžeme dovolit, aby nám na to padlo něco jako zrníčko prachu, které je tisíckrát větší než ty samotné funkční objekty,“ vysvětlil výzkumný pracovník CEITECu Stanislav Průša.

  • Magnetické víry pomůžou počítačovému průmyslu
    Magnetické víry pomůžou počítačovému průmyslu zdroj: ČT Brno
  • I zrnko prachu je větší než objekt zkoumání nanoodborníků
    I zrnko prachu je větší než objekt zkoumání nanoodborníků zdroj: ČT Brno

Výzkum českých a amerických vědců se dostal i na stránky prestižních vědeckých časopisů. Ve svém květnovém čísle o něm informoval například prestižní časopis Nature Nanotechnology. Ve výzkumu budou odborníci pokračovat i nadále.

Vedle fyziky zasahuje do výpočetní techniky stále častěji také biologie. Studenti Čínské univerzity v Hongkongu například vyvíjí paměť tvořenou miliony bakterií. Do jejich DNA vědci zakódují digitální data. Bakterie se pak množí, a tím data kopírují i do dalších generací. Živé organismy tak mohou ukrývat třeba fotky, hudbu nebo video. Za pár let tak možná místo zapojení do elektřiny bude stačit počítač jednoduše zalít.