Alle boeken op één postzegel


geheugen

Elke dag produceert de mensheid miljarden gigabytes aan nieuwe data. Om al die data goed te kunnen bewaren, wordt het steeds belangrijker dat elke bit informatie zo min mogelijk ruimte inneemt. Een team wetenschappers van de TU Delft is er in geslaagd de ultieme limiet te bereiken: ze bouwden een geheugen van 1 kilobyte waarbij elke nul of één wordt bepaald door de positie van slechts één enkel atoom.

Met deze methode kun je alle boeken die de mensheid ooit heeft geschreven bewaren op een oppervlak van een postzegel. Het is een ongelooflijke sprong voorwaarts, deze opslag heeft 500 keer minder ruimte nodig dan de beste harddisk die momenteel te koop is. De onderzoekers publiceren er over in Nature Nanotechnology.

Om informatie zo te kunnen opslaan, gebruikten de wetenschappers een koperen plaat met daarop koperchloride. Die verhitten ze tot 300 graden, zodat een laag chlooratomen overbleef. Die laag bedekt niet alle koper, tussen sommige atomen blijft ruimte over. De laag wordt bewerkt door een scanning tunneling microscope (STM), waarin een scherpe naald de chlooratomen op het oppervlak één voor één aftast. Daarmee kunnen de onderzoekers de atomen niet alleen zien, maar de naald kan ze ook verplaatsen.

De koperlaag wordt zo een soort atomaire schuifpuzzel; elke bit bestaat uit twee posities van één clooratoom dat je heen en weer kan schuiven. Als het chlooratoom niet op een positie ligt, heet dat een 1. Als het chlooratoom wel een positie bedekt, dan is de bit een 0. Als je rij nullen en enen lang genoeg is, kun je bijvoorbeeld woorden vormen, zoals op de afbeelding.

Het zal nog wel even duren voordat dit soort opslagcapaciteit in datacenters terug te vinden is. Het geheugen kan alleen functioneren in een vacuüm en tot -196 graden gekoeld met vloeibaar stikstof. Anders zijn de atomen niet stabiel. Geen haalbare kaart in de praktijk. Maar daar ging dit project niet om, het punt was het bewijzen van een concept. De opslag van data op atomaire schaal is hierdoor wel een flinke stap dichterbij gekomen.