Forskere kan lagre data i diamanter
Fremtidens super-USB bliver måske det rene bling bling. Forskning viser, at diamanter kan være i stand til at lagre enorme datamængder.
diamant lagring data

Forskere har udviklet en diamant til datalagring i laboratoriet, men almindelige diamanter er i teorien lige så velegnede til at indeholde billeder og dokumenter.

Forskere har udviklet en diamant til datalagring i laboratoriet, men almindelige diamanter er i teorien lige så velegnede til at indeholde billeder og dokumenter.

Diamanter signalerer ikke blot god vægt i pengepungen og agerer pigers bedste ven. De værdifulde ædelsten kan også have mere praktiske funktioner.

Nu har forskere fra City College of New York fundet en måde at bruge diamanter til en tæt lagring af data, der i fremtiden langt vil overskride, hvad nuværende harddiske kan indeholde, skriver Live Science.

»Vi er den første gruppe, der demonstrerer mulighederne i at bruge diamanter som en platform for superkompakt hukommelseslagring,« siger lederen af studiet Siddharth Dhomkar, som er fysiker ved City College of New York, til Livescience.

Studiet, hvor forskere har undersøgt diamanternes lagringsevner, er udgivet i Science Advances.

Diamantlagring er 3D-lagring

Der er en kæmpe efterspørgsel på nye måder at lagre data, som kan indeholde de stigende mængder af information, vi fylder vores computere med.

diamanter lagring data dvd

Selv bittesmå diamanter kan indeholde mere data end en DVD-skive. (Foto: Shutterstock)

Ved at bruge diamanterne kan forskere på nuværende tidspunkt få en lille diamant, som har samme længde som et riskorn, og som er tyndere end et stykke papir, til at indeholde hundrede gange mere information end en almindelig DVD. Det lyder måske ikke af meget, men i fremtiden forventer forskerne bag studiet, at en diamant vil kunne have en lagringskapacitet, som er en million gange større end en DVD, skriver New York Times.

Det kan lade sig gøre, fordi diamant-disken gør det muligt at kode i 3D, modsat de fleste andre lagringsenheder, som er to-dimensionelle. At kode data i 3D betyder, at data bliver kodet i bunker af 2D-billeder – ligesom hvis man lægger flere harddiske oven på hinanden.

»Man kan forøge kapaciteten dramatisk ved at anvende den tredje dimension,« siger Siddharth Dhomkar til Live Science.

I princippet kan hver databit blive lagret på et stykke i diamant, som er kun få nanometer bred. Det svarer til en milliardendedel af en meter. Dette er langt mindre end lignende genstande, som bliver brugt til datalagring.

Data bliver lagret i diamantens defekter

Diamanters evne til datalagring ligger i ædelstenenes fejl. Trods diamanters høje status indeholder hver og en nemlig små defekter. Men med den nye teknologi er diamanten faktisk bedre, jo flere små defekter den indeholder.

Nitrogen-vakancecentre

De små 'defekter' (nitrogen-vakancecentre) i diamanterne opstår, når et karbonatom i diamanten bliver erstattet af et nitrogenatom. 

Defekterne kan enten være negative eller neutralt ladede. Når en elektron er fanget, er ladningen negativ.

Kilde: Alexander Huck

'Defektern' er små huller i krystallerne på størrelse med atomer, som kaldes 'nitrogen-vakancecentre'. De opstår, når et nitrogenatom sniger sig ind i karbon-strukturen og 'fjerner' et karbon-atom. Det er i disse defekter, at data bliver lagret.

Derfor arbejder forskerne faktisk med syntetiske diamanter, hvor de kan sikre sig den rigtige mængde nitrogen-vakancecentre.

Forskerne 'skriver' med lasere 

I de små huller, hvor et karbonatom mangler, kan der være en elektron. En elektron kan også blive løsladt igen.

Forskerne kan putte et elektron i de små huller med en grøn laser, mens de kan fjerne en elektron med en rød laser og dermed ændre på ladningen af defekterne. Elektronerne kan på den måde fungere som 1 og 0 i det binære talsystem. Det tyder altså på, at laserne kan bruges til at aflæse, skrive, slette og skrive om, siger forskerne.

»Det interessante er, at disse defekter generelt er meget beskyttede indeni diamanten. Det betyder, at efter at diamanten har været efterladt i flere dage, kan de stadig finde det originale mønster,« skriver lektor Alexander Huck fra DTU Fysik i en e-mail til Videnskab.dk. Han har læst studiet, men ikke selv deltaget i det.

Kollega: Studiet er lovende

ring diamant lagring usb

Du skal nok ikke forvente, at din vielsesring i fremtiden vil kunne lagre dine bryllupsbilleder. (Foto: Shutterstock)

Ifølge Alexander Huck er det nødvendigt med mange flere undersøgelser af den nye teknik, før man kan forstå, hvilke begrænsninger teknologien kan have. Derfor er det svært at svare på, hvornår den nye opdagelse kan blive kommercialiseret. 

Han mener dog, at studiet ser »meget lovende ud«. 

»Studiet er meget interessant, og jeg er sikker på, at det vil sætte gang i nye forskningsindsatser fra mange andre forskningsgrupper rundt omkring i verden,« skriver Alexander Huck og tilføjer:

»Dette studie kan også ses som et skridt fremad i arbejdet med store hukommelser i kvante-regi, som kan være essentielt for kvante-computere.«

Data for evigt?

Diamanterne kan potentielt lagre data i meget længere tid end magnetiske harddiske. Defekterne i diamanterne ændrer sig nemlig ikke over tid og slides ned som andre typer harddiske. Derfor kan dataen i princippet holde ligeså længe som diamanterne. Her er der så blot at håbe på, at diamanter virkelig holder evigt.

Det betyder dog ikke, at vielsesringen kan indeholde dine bryllupsfotos. Når diamanterne bliver ramt af solen, bliver dataen nemlig slettet.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om Hubbles utrolige billeder her.