Armazenamento óptico de dados 5D
Armazenamento óptico de dados 5D (as vezes conhecido como Cristais de Memória do Superman[1]) é um vidro nanoestruturado para gravação de dados digitais em 5D[2] usando o processo de escrita a laser de femtosegundo.[3] O cristal de memória é capaz de armazenar 360 terabytes de dados[4][5] por bilhões de anos.[6][7][8][9] O conceito foi demonstrado experimentalmente em 2013.[10][11][12] Em 2018 a tecnologia está em uso de produção pela Arch Mission Foundation; seus primeiros segundos discos foram dados para Elon Musk, um está em sua biblioteca pessoal e o outro está abordo do Tesla Roadster no espaço.[13]
Design técnico
[editar | editar código-fonte]O conceito é o armazenamento em massa de dados de forma óptica em materiais transparentes não fotossensíveis, tais como Quartzo fundido, que é renomado por sua estabilidade química e resistência. A escrita feita usando o laser de femtosegundo foi primeira proposta e demonstrada em 1996.[1][14][15] A mídia de armazenamento consiste de quartzo fundido onde as dimensões espaciais de intensidade, polarização e comprimento de onda são usados para modular os dados. Ao adicionar o ouro ou Nanopartículas de prata suas propriedades plasmonicas podem ser exploradas.[1]
Mais de 18 camadas já foram testadas usando parâmetros otimizados com um pulso de energia de 0.2 μJ, numa duração de 600 fs e uma taxa de repetição de 500 kHz. Assumindo um laser com 100% de eficiência, o consumo de energia é de 1W (para aproximadamente) numa taxa de dados de 0,5 Mbit/seg. Para uma taxa de dados de 100MBytes/s, adiciona-se 1,6kW. O teste da durabilidade usando medidas de envelhecimento aceleradas mostram que o tempo de decaimento dos nanogratings é de 3×1020±1 numa temperatura ambiente (30 °C). Numa temperatura elevada de 189 °C com o tempo de decaimento extrapolado é comparável à idade do Universo (13.8×10⁹ anos). Ao gravar dos dados com uma objetiva com uma abertura numérica de 1.4 NA e um comprimento de onda de 250–350 nm, a capacidade de 360TBytes pode ser atingida.[1]
O formato tem um método inédito de armazenamento de dados em 5 dimensões, de acordo com a Universidade de Southampton:
| “ | Os discos de 5 dimensões [tem] pequenos padrões impressos em 3 camadas em seus interiores. Dependendo do ângulo em que eles são vistos, esses padrões podem parecer completamente diferentes. Isso pode parecer como ficção científica, mas é basicamente uma ilusão de óptica realmente extravagante. Nesse caso, as 5 dimensões no interior dos discos tem o tamanho e orientação em relçaão com a posição de 3 dimensões das nanoestruturas. O conceito de ser 5 dimensionais significa que o disco tem várias imagens diferentes dependendo do ângulo em que ele é visto e a amplicação do microscópio usada. Basicamente, cada disco tem camadas múltiplas de imagens de tamanho micro e macro.[16] | ” |
Ele pode ser lido com uma combinação de um microscópio óptico e um polarizador.[17]
A técnica foi primeiro demonstrada em 2010 pelo laboratório do Kazuyuki Hirao na Universidade de Kyoto.[18] Além disso, a tecnologia foi desenvolvida pelo grupo de pesquisa do Peter Kazansky no Optoelectronics Research Centre da Universidade de Southampton.[19][20][21][22]
Ver também
[editar | editar código-fonte]- Ordens de magnitude (dados)
- Ordens de magnitude (tempo)
- Armazenamento de dados ópticos em 3D
- Tesla Roadster de Elon Musk
- HD-Rosetta
- M-DISC
- Preservação digital
- Arch Mission Foundation
Leitura adicional
[editar | editar código-fonte]- SPIE: Armazenamento eterno de dados em 5D com escrita ultrarrápida em vidro (acessado em 27/04/2016, datado de 03/04/2016)
- Website oficial do 5D Memory Crystal
- Physics World: Optical memory enters 5D realm
Referências
- ↑ a b c d Kazansky, P.; et al. (11 de março de 2016). «Eternal 5D data storage via ultrafast-laser writing in glass». SPIE Newsroom
- ↑ & As cinco dimensões consistem em tamanho, orientação e a posição tridimensional das nanoestrutuas.
- ↑ «"Cristais de memória do Superman" armazenam até 360TB por 1 milhão de anos». Terra. 11 de novembro de 2013. Consultado em 1 de março de 2016
- ↑ Eternal 5D data storage could record the history of humankind published by University of Southampton (2016)
- ↑ Superman memory crystal lets you store 360TB worth of data by Kevin Huebler, in CNBC (2016)
- ↑ 5D nanostructured quartz glass optical memory could provide ‘unlimited’ data storage for a million years by Jingyu Zhang et al (2013)
- ↑ "Superman memory crystal" could store hundreds of terabytes indefinitely by Dario Borghino (2013)
- ↑ New 'Superman' crystals can store data for billions of years by Jethro Mullen at "CNN-Tech" (2016)
- ↑ Kazansky, Peter. «Nanostructures in glass will store data for billions of years». SPIE Newsroom. Consultado em 11 de março de 2016
- ↑ 5D ‘Superman memory’ crystal could lead to unlimited lifetime data storage published on 9th July 2013 by university of southampton
- ↑ 5D Data Storage by Ultrafast Laser Nanostructuring in Glass Arquivado em 6 de setembro de 2014, no Wayback Machine. by Jingyu Zhang, Mindaugas Gecevičius, Martynas Beresna e Peter G. Kazansky, published by "Optoelectronics Research Centre" SO17 1BJ, Reino Unido (2013)
- ↑ New nanostructured glass for imaging and recording developed published by Phys.org, provided by University of Southampton (2011)
- ↑ David Szondy (13 de fevereiro de 2018). «Tesla Roadster carries Asimov sci-fi classic to the stars». New Atlas. Consultado em 13 de fevereiro de 2018
- ↑ E. N. Glezer, M. Milosavljevic, L. Huang, R. J. Finlay, T.-H. Her, J. P. Callan, E. Mazur, Three-dimensional optical storage inside transparent materials, Opt. Lett. 21, p. 2023-2025, 1996.
- ↑ M. Watanabe, S. Juodkazis, H. B. Sun, S. Matsuo, H. Misawa, M. Miwa, R. Kaneko, Transmission and photoluminescence images of three-dimensional memory in vitreous silica, Applied Physics Letters 74, p. 3957-3559, 1999.
- ↑ «5D Data Storage, How Does it Work and When Can We Use it?» (em inglês). Consultado em 17 de agosto de 2018
- ↑ «Optical 'Superman' memory flies with orbiting Tesla». Optics. 7 de fevereiro de 2018. Consultado em 17 de fevereiro de 2018
- ↑ Shimotsuma, Y., Sakakura, M., Kazansky, P. G., Beresna, M., Qiu, J., Miura, K. and Hirao, K. (2010), Ultrafast Manipulation of Self-Assembled Form Birefringence in Glass. Adv. Mater., 22: 4039–4043. doi:10.1002/adma.201000921
- ↑ Martynas Beresna, Mindaugas Gecevičius, Peter G. Kazansky, Thomas Taylor, and Alexey V. Kavokin, Exciton mediated self-organization in glass driven by ultrashort light pulses, Applied Physics Letters 2012 101:5
- ↑ Jingyu Zhang, Mindaugas Gecevičius, Martynas Beresna, and Peter G. Kazansky, Seemingly Unlimited Lifetime Data Storage in Nanostructured Glass, Phys. Rev. Lett. 112, 033901, 2014
- ↑ P. Kazansky, A. Cerkauskaite, R. Drevinskas, Optical memory enters 5D realm, Physics World June 2016
- ↑ J. Zhang, A. Čerkauskaitė, R. Drevinskas, A. Patel, M. Beresna, P. G. Kazansky, Eternal 5D data storage by ultrafast laser writing in glass, Proc. SPIE 9736, Laser-based Micro- and Nanoprocessing X, 97360U (2016)
