Discos de cuarzo 5D

Los discos de cuarzo 5D nos prometen 360 TB y una vida eterna. Se trata del almacenamiento óptico de datos en 5 dimensiones.

Las primeras demostraciones experimentales de esta tecnología tuvieron lugar en 2010, en la Universidad de Kioto (Japón), y 2013, en la Universidad de Southampton (Reino Unido). Durante esta última demostración un grupo de investigadores especializados en optoelectrónica, una disciplina que se encuentra a medio camino de la óptica y la electrónica, logró almacenar un archivo de texto de 300 kbytes en un pequeño cristal de cuarzo. Y, posteriormente, también consiguió recuperarlo.

 

Este pequeño logro era en realidad un primer paso hacia algo más grande. Pocos años después de aquellas demostraciones, ese mismo grupo de investigadores británicos anunció que tenía preparada una tecnología de almacenamiento que permitirá guardar hasta 360 TB de datos en un disco con el mismo diámetro de un CD o un DVD, y que, además, tendría una vida útil de nada menos que 13.800 millones de años.

El primer ingrediente que hace que esta tecnología ya exista, es un cristal de óxido de silicio (SiO2), conocido habitualmente como sílice, y se caracteriza por tener una estructura amorfa. A diferencia de los sólidos cristalinos, las moléculas que conforman los sólidos amorfos no responden a una estructura ordenada. Esto hace que sus propiedades físicas sean las mismas en todas direcciones, fenómeno conocido como isotropía.

La disposición irregular de las moléculas de los sólidos amorfos conlleva que no tengan un punto de fusión definido. Por lo tanto se funden en un intervalo de temperatura, por lo que habitualmente se deforman antes de fundirse completamente. Esta propiedad de los cristales de cuarzo fundido contribuye a que su estabilidad térmica, química y su resistencia sean muy altas.

Así, los investigadores de esta tecnología aseguran que los discos de cuarzo que utilizan pueden resistir hasta 1.000 grados Celsius sin deteriorarse. Es por esta estabilidad principalmente, por lo que estos soportes pueden perdurar durante los 13.800 millones de años mencionados anteriormente, en un entorno con temperatura máxima de 190 grados Celsius.

El láser de femtosegundo

Puesto que es una tecnología de almacenamiento de datos óptico, está involucrado un láser. El láser de femtosegundo es similar al que se utiliza en cirugía óptica. La precisión que nos ofrece este láser en el dominio del tiempo es altísima, una cualidad necesaria para crear en el disco de cuarzo fundido unas incisiones diminutas que son las que codifican cada uno de los bits de los datos que queremos almacenar en el soporte.

Lo extremadamente pequeñas que son las incisiones aplicadas por el láser al soporte, es lo que hace posible almacenar una cantidad enorme de información en los discos de cuarzo.

El láser consigue alterar la nanoestructura del cuarzo fundido. Las celdillas de la nanoestructura, en forma de rejillas, son manipuladas para conseguir alterar la forma la que la luz se propaga, de una forma similar a los filtros polarizadores, como en las gafas de sol, por ejemplo. Así se consigue codificar información binaria en el cristal.

Para leer la información codificada, necesitamos conocer las 5 dimensiones involucradas en el proceso. Es decir, las coordenadas espaciales habituales (ejes X, Y, Z); la dirección del eje (4a dimensión) que nos indica la orientación espacial de cada una de las celdillas de la nanoestructura; y por último, el tamaño de cada celdilla (5a dimensión) que actúa sobre la intensidad de la luz reflejada.

Aún no están en casa

Esta tecnología aún no se ha popularizado porque los dispositivos involucrados en los proceso de lectura y escritura de la información en los discos de cuarzo son complejos, caros y voluminosos.

Fuente: xataka.com

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