Naučnici su predložili novi tip uređaja za skladištenje podataka koji koristi moćne osobine kvantne mehanike. Ovaj ultra-visoko gusti optički memorijski uređaj sastoji se od brojnih memorijskih ćelija, od kojih svaka sadrži elemente retkih zemalja ugrađene u čvrsti materijal — kristale magnezijum oksida (MgO). Ovi elementi emituju fotone, odnosno čestice svetlosti, koje se apsorbuju od strane obližnjih „kvantnih defekata“ — praznina u kristalnoj rešetki koje sadrže ne vezane elektrone, a koji se uzbuđuju apsorpcijom svetlosti.
Trenutne metode optičkog skladištenja, poput CD-a i DVD-a, ograničene su difrakcionim limitom svetlosti, što znači da jedan deo podataka ne može biti manji od talasne dužine lasera koji čita i piše podatke. Međutim, naučnici su postavili hipotezu da bi optički diskovi mogli da sadrže više podataka u istoj oblasti koristeći tehniku nazvanu „multiplexing talasnih dužina“, u kojoj se u kombinaciji koriste malo različite talasne dužine svetlosti.
U najnovijem istraživanju, naučnici predlažu da se MgO može mešati sa emitentima retkih zemalja uskog spektra. Ovi elementi emituju svetlost na specifičnim talasnim dužinama, koje bi mogle biti gusto pakovane. Rezultati istraživanja objavljeni su 14. avgusta u časopisu Physical Review Research.
„Razvili smo osnovnu fiziku koja stoji iza načina na koji transfer energije između defekata može biti osnova za izuzetno efikasan optički metod skladištenja,“ izjavila je Giulia Galli, koautorka studije i profesorka na Univerzitetu u Čikagu.
Studija je modelirala kako svetlost deluje na nanometarskoj skali kako bi se razumeo način na koji se energija kreće između emitera retkih zemalja i kvantnih defekata unutar materijala, kao i kako kvantni defekti skladište prikupljenu energiju, dodala je Galli. Naučnici su već znali kako kvantni defekti u čvrstim materijalima interaguju sa svetlom, ali nisu istraživali kako se ponašanje kvantnih defekata menja kada je izvor svetlosti izuzetno blizu, kao što su emitenti retkih zemalja ugrađeni na nekoliko nanometara udaljenosti.
