Энциклопедияне молекулага ничек тупларга

Казан галимнәре оптик мәгълүматны яздыру һәм　саклауның яңа　принцибын ачтылар. Бу　безнең замандагы иң　масштаблы бурычларның берсен хәл　итүдә ачкыч булырга мөмкин.

РОБОТЛАР ЯНӘШӘДӘ ГЕНӘ

Без　– Казан федераль университетының нанооптика буенча фәнни-тикшеренү лабораториясендә. Сергей Харинцев тактада графика ясый: Интернет һәм　ясалма интеллект дәверендә кешелек тормышын тулаем үзгәртә алмаса да, сизелерлек дәрәҗәдә яхшырта алырдай ачышның асылын шул　сызымнар ярдәменә аңлатмакчы була.

– Күп　дигәндә, өч-биш елдан соң, сезнең суыткычыгыз, тостер һәм　кофе пешерә торган җайланмагыз, хәтта кухнягызның стенасы ук　тулысынча интерактив булачак,　– дип　дәвам итә　сүзен галим.　– Суыткыч ул　нәрсә, киемегез дә　шундыйга әвереләчәк. Бүгенге көндә әйберләр интернеты күз　иярмәслек тизлек белән үсә.

КФУ доценты сурәтләп биргән киләчәктә мәгълүмат безне тәмам уратып алачак икән. Мобиль кушымталар, социаль челтәрләр, болыт-сервислар һәм　ясалма интеллектның гаҗәеп тизлек белән үсеш кичерүе нәкъ менә шушыңа китерәчәк, әгәр аның сүзләренә ышансак. Тиздән, ди　ул, кулдан ясалган һәрбер әйбер челтәргә урнаштырылачак һәм, дөньякүләм матрицаның бер　өлеше буларак, акылга сыйдыра алмас күләмдә мәгълүмат тарата башлаячак. Киләчәктәге иң　төп проблемаларның берсе дә, фаразлар буенча, нәкъ менә шул　булачак　– мәгълүматны саклау.

МИЛЛИОНГА ТОРЫРЛЫК ИДЕЯ

«Россиядә җитештерелгән оптик дисклар миллион тапкырга күп　сыйдырышлырак булачак!» Яңа　ел алдыннан мондый башисемнәрне күп　кенә абруйлы ММЧның беренче битләрендә күрергә була иде. Фәнни яктан рецензияләнгән Nanoscale журналында басылган мәкаләгә сылтама ясап, алар «оптик мәгълүмат яздыруның перспективада бер　дискка миллион тапкырга күбрәк күләмне сыйдырып була алырдай яңа　ысулы» турында хәбәр иттеләр. Хәер, авторлар үзләре бу　табышны купшы эпитетлар белән атау ягында тормый һәм　аңа зур　киләчәк юрарга да　ашыкмый.

– Моны революцион идея дип　атау бик　үк дөрес булмас иде,　– дип, үз　позициясен белдерүне кирәк таба Харинцев.　– Ул　инде япон галиме Сатоши Кавата тарафыннан белдерелде. Безнең казанышыбыз　– нибары аны, башка яктан якын килеп, яктылыкның гигант комбинацион таралышы эффектына нигезләнеп, тормышка ашыру гына.

Бүген виртуаль мәгълүмат дата-үзәкләрнең махсус саклагычларында туплана һәм　тотыла, болар　– асылда гаять зур　биналар. Элегә хисап эксабайтларда бара (1018). Бу　күләмне күз　алдына китерер өчен, гади генә мисал китерик. 100　петабайт (1015) мәгълүматны «төягән» 13　метрлы контейнерлар урнаштырылган йөк　машиналары 1　эксабайт мәгълүматны бары тик　ярты ел　эчендә генә ташып бетерә ала. Һәм　бу ысул чынлап та　үтемле исәпләнә, чөнки мәгълүматны челтәр аша, мәсәлән шул　ук «болыт»тан бушату 26　еллап вакытны таләп иткән булыр иде. Хәтта секундына 10 гигабит тизлек булган очракта да.

– Мәгълүматның күләме экспонента буенча үсә,　– дип　сөйли Сергей Харинцев.　– Без　инде зетабайтларда (1　Зб = 1021) исәпли торган чиккә җиттек. Дөньячелтәре күзлегеннән караганда, бу　алай ук　күп тә　саналмый. Ә　менә аларны яздыру һәм　саклау заманның иң　масштаблы бурычларыннан берсе булып тора. Шулай булгач, без　башкармый, кем　башкарсын моны!

Оптик мәгълүматны яздыруның тыгызлыгын арттыру өчен, бу　мәгълүмат саклана торган пространствоның күләмен даими кечерәйтеп тору кирәк. Элементар хәтер ячейкалары сыйфатында аерым бер　молекулаларны файдалану ноктасына кадәрле. Әмма моны ничек башкарырга соң? Казан галимнәре бу　сорауга җавап таптылар.

УТ КЫНА БУЛСЫН!

Лазер тәэсиренә бәйле рәвештә, молекулалар, пространствода үзләренең урынын үзгәртеп, оптик кыр　артыннан хәрәкәт итә　алалар. КФУ　физиклары моны беренче булып күреп алучылар булмый булуын. Әмма башкалар берьюлы миллионлаган молекуланы шул　рәвешле бору белән мәшгуль булса, безнекеләр исә　локаль рәвештә юнәлтелгән лазер уты　ярдәмендә һәрберсенең пространстводагы ориентациясе белән идарә итәргә өйрәнә.

– Ялгыз молекула зурлыгы буенча нибары бер　нанометрны тәшкил итә, шул　ук вакытта ут　дулкынының озынлыгы биш　йөз тапкырга артыграк,　– дип, тактада ниндидер билгеләр ясый Харинцев.　– Аңлыйсыздыр, мондый ут　ярдәмендә без　молекула белән идарә итә　алмыйбыз, чөнки алар фил　белән тычкан кебегрәк булачаклар. Проблеманы утны берничә нанометрга кадәр кысып хәл　иттек, шуннан соң　инде аерым бер　молекулалар белән идарә итү　мөмкинлеге барлыкка килде.

Шул рәвешле галимнәр үзләре алдында торган олы　бурычның төп　өлешен хәл　итүгә иреште, ягъни мәгълүматны яздыруның тыгызлыгын арттырды. Миллион тапкырга, ягъни гигабайттан

бер　квадрат дюймлы петабайтка кадәрле. Мондый сыйдырышлыкка ия　булган оптик дисклар киләчәктәболыт-сервисларныңһәм　дата-үзәкләрнеңнәтиҗәле эшчәнлеген һәм　җитештерүсәләтен көчәйтәчәк. Алай гына да　түгел, «дөнья базарындагы традицион хәтер типлары структурасына сизелерлек үзгәрешләр кертергәдәмөмкиннәр». Дөрес, Харинцев әйтүенчә бу　юнәлештәэшләнәсе эшләр шактый күп　әле. Молекуланыңориентациясе белән идарәитәргәөйрәнү・ бер　нәрсә әменәаныңторышын озак вакыт дәвамында саклый алу　・ монысы инде икенчерәк.

・ Бу　торыш-халәтнеңультрафиолет, югары температуралар, механик стресслар вакытында нинди үзгәреш кичерүен тикшерүдәсорала... Әлеге гамәли бурычны хәл　иткәннән соңгына, хәтер ячейкасыныңпрототибын ясарга керешәалачакбыз. Моныңөчен 3　елдан алып, 5　елга кадәр вакыт таләп ителергәмөмкин.

АЧЫШЛАРҺӘМАЛАРНЫҢЯЗМЫШЛАРЫ

Бүгенге көндәбезнеңилебездәидеяләр туа　торган академик университетлар белән әлеге идеяләр нигезендәэшли алырдай һәм　технологияләрне җайга салуны тәэмин итәрдәй гамәли институтлар арасындагы бәйләнеш тәмам өзелде, дисәк тәбула. Күп　кенәачышлар, үзләренеңтехник кулланылышын таба алмыйча, лаборатория стеналарында «бикләнеп» калалар. Чөнки базардагы сорау һәм　аңарга булган тәкъдим законнары һәрвакытта да　уңышлы эшләп китми, һәр　ачыш　・ куркыныч астында. Менәбу　яңа яздыру ысулын куллануныңда　сатудагы эффектын анык кына билгеләп булмый: карар йәартык кыйммәткәтөшәргәмөмкин, йәбулмаса　・ технологик яктан үтемсез булырга.

・ Без　лабораториябездәбизнес белән шөгыльләнмибез,　・ дип, ситуациягәачыклык кертергәтырыша Сергей Харинцев.　・ Без　ачышлар ясыйбыз, яңа　белемнәр үзләштерәбез һәм　аларны сезгәдәҗиткерәбез. Шуңа да　безнеңөчен иңмөһиме　・ физиканыңяңа　принципларын ачу, әинде мәгълүмат саклау чарасын җитештерүчеләр кулланачакмы, юкмы, монысын вакыт күрсәтер.

КФУдагы Сергей Харинцев җитәкчелек итәторган нанооптика лабораториясе өчен көнүзәк булган идеяләр, нигездә ут　белән дифракция чигеннән узып идарәитү ягъни аны　бик нык　кысу белән бәйле. Галимнәр моны махсус оптик наноантенналар ярдәмендәбашкара. Сүз　уңаеннан, бу　утны хәтер белән бәйле бурычларны үтәүөчен генәтүгел, әбашка фундаменталь һәм　гамәли бурычларны хәл　итәр өчен дәкулланалар. Мәсәлән, органик кояш батареялары яисәнанокүләмле яктылык чыганаклары булдыру кебек «башваткыч»ларны чишкәндә Бәлки, бу　мәсьәләләрне чишүтагын бер　ачышка китерер. Ничек кенәбулмасын, ул　ачыш кешелек дөньясыныңастын-өскәәйләндереп кенәкалмасын, әаны яхшыртырга да　ярдәм итсен иде.