Badacze stojący za całym pomysłem postanowili wykorzystać założenia mechaniki kwantowej. Ostatecznie udało im się wymyślić rodzaj urządzenia przystosowanego do przechowywania danych i to w naprawdę dużych ilościach. O ile nośniki pokroju płyt CD i DVD są ograniczone limitem dyfrakcyjnym światła, tak tutaj takiego problemu nie ma, co stanowi oczywiście ogromną zaletę.
Czytaj też: Przełomowe nanokryształy zmienią nasze codzienne życie. Ich twórcy wyliczają potencjalne korzyści
Nowatorskie podejście jest następstwem pojawienia się teorii, w myśl której dyski optyczne mogłyby przechowywać więcej danych. Kluczem do realizacji tego pomysłu miałaby być technika znana jako multipleksowanie długości fali. O tym, jak taki pomysł mógłby wyglądać w praktyce, jego autorzy piszą na łamach Physical Review Research.
Urządzenie, o którym mowa, miałoby się składać z komórek pamięci zawierających metale ziem rzadkich. Te ostatnie mogłyby być osadzone na przykład w kryształach tlenku magnezu. Jako że wspomniane metale emitują fotony, to mogą one być pochłaniane przez szczeliny w sieci krystalicznej zawierające niezwiązane elektrony wzbudzane za sprawą absorpcji światła.
Rozwiązanie wykorzystujące zasady mechaniki kwantowej mogłoby pozwolić na przechowywanie danych ze znacznie wyższą gęstością
Oczywiście dotychczasowe ustalenia mają wymiar przede wszystkim teoretyczny. Opierają się na rezultatach modelowania symulującego rozprzestrzenianie się światła w skali nanometrowej. Wszystko po to, aby uzyskać lepszy obraz przemieszczania się energii między emiterami a defektami kwantowymi w krysztale. Poza tym członkowie zespołu badawczego chcieli się zorientować w tym, jak defekty kwantowe przechowują przechwyconą energię.
Ze szczególnym zainteresowaniem spotkała się kwestia tego, jak będą zachowywały się defekty kwantowe w sytuacji, gdy źródło światła znajduje się bardzo blisko, na przykład w odległości kilku nanometrów. Gwoli ścisłości: jeden nanometr to jedna miliardowa metra, a więc jedna milionowa milimetra. Ze względu na bardzo małe rozmiary fotonów istnieje możliwość zwiększenia gęstości przechowywania danych, co w ostatecznym rozrachunku miałoby doprowadzić do nawet 1000-krotnej poprawy.
Czytaj też: Amerykanie odpalili litową bombę. Będą pozyskiwali go w ogromnych ilościach
Obserwacje wykazały, iż absorpcja przez defekty kwantowe pasma energii emitowanej przez metale ziem rzadkich prowadziła do wzbudzania tych pierwszych. W efekcie przechodziły ze stanu podstawowego w spinowy. Jeśli uda się wykorzystać to zjawisko w praktyce, to możliwe powinno być wydajne przechowywanie danych w dużych ilościach. Największym problemem będzie teraz sprawienie, by taka technologia funkcjonowała w temperaturach bliskich pokojowej. Obecnie jest to odległa wizja, ponieważ konieczne jest schodzenie do wartości bliskich zeru absolutnemu, czyli najniższej temperaturze występującej we wszechświecie.