Dzięki terahercowym laserom dyski twarde będą szybsze od napędów SSD?

Mimo całego postępu w dziedzinie stałych pamięci masowych(trójwymiarowy NAND flash Samsunga, pamięciReRAM firmy Crossbar), twarde dyski wciąż dobrze się sprzedają.Powody są dwa: wysoka pojemność i niska cena. Wada to oczywiścieniska w porównaniu do napędów SSD szybkość, oraz podatność nauszkodzenia. A gdyby tak udało się przyspieszyć twardedyski, tak by nie tracąc nic z oferowanych pojemności, dorównały wszybkości SSD? Wybór, przed którym stanie klient, będzie jeszczetrudniejszy.Takie przyspieszenie dysków twardych wydaje się być w zasięguręki. Prestiżowy magazyn Nature opublikowałpracę szwajcarskich uczonych z Paul Scherrer Institute (PSI) pt.Off-resonant magnetization dynamics phase-locked to an intensephase-stable terahertz transient. Toopis i wyjaśnienie eksperymentu, w którym do operacji zapisu iodczytu danych na dysku zaprzęgnięto femtosekundowe lasery.[img=hd_opener]Wąskim gardłem współczesnychtwardych dysków jest minimalny czas, w jakim można zmienić wartośćbitu informacji na nośniku magnetycznym za pomocą elektromagnetycznejgłowicy. Wykorzystywany w nich efekt gigantycznegomagnetooporu (GMR) pozwolił na osiągnięcie czasów dostępu napoziomie nanosekund – ale to wszystko, nie widać żadnychsposobów na skrócenie czasu operacji zapisu i odczytu za jego pomocą.Fizycy od lat dziewięćdziesiątychzeszłego stulecia szukają sposobów przyspieszenia procesówdemagnetyzacji. W wielu eksperymentach wykorzystywane byłyfemtosekundowelasery działające w paśmie bliskim podczerwieni. Optyczne impulsyfaktycznie zmieniały spiny układu, ale jak wyjaśniają badacze,dynamika chłodzenia nie była zbyt dobra, sprowadzając czas ponownegodostępu z powrotem do poziomu nanosekund. Zespołowi szwajcarskich fizyków udało się osiągnąć przełom.Zbudowali oni działający w terahercowych częstotliwościach laser, ocharakterystyce odpowiadającej reakcji pola magnetycznego,wprowadzający do systemu jedynie minimalne ilości entropii, a co zatym idzie, nie wywołujący opóźnień związanych z chłodzeniem. Laserten pozwolił na zmianę momentu magnetycznego cząsteczek naferromagnetycznej powierzchni w ciągu pikosekundy. Dzięki precyzyjnejkontroli nad fazą impulsu, możliwe jest wielokrotne powtarzanie tejoperacji.Jak na razie jednak szwajcarski terahercowy laser jest zbyt słaby,by całkowicie zmienić moment magnetyczny (czyli przełączyć zera wjedynki i vice versa). Zaobserowano jedynie dynamikęmagnetyzacji. Uczeni są jednak pewni, że to tylko przeszkodatechniczna – formalizm modeluLandau-Lifshitza-Gilberta, powszechnie używanym do modelowaniazachowania twardych dysków, upewnia ich, że laser może być wzmocnionyw stopniu wystarczającym na zmianę momentu magnetycznego bitów. Warto podkreślić, że to nie tylko laboratoryjna ciekawostka:produkcja takich terahercowych laserów na skalę przemysłową jestjednym z celów projektu SwissFEL,nad którym pracują zarówno fizycy z PSI jak i inżynierowie z RainbowPhotonics AG – firmy, która od wielu lat specjalizuje się wprodukcji sprzętu laserowego.