Исследователи из Университета Саутгемптона разработали пятимерные (5D) кристаллы памяти, которые способны хранить колоссальные объемы данных практически на вечность. Эти кремнеземные диски, обладая высокой устойчивостью к экстремальным условиям, стали основой для новой технологии, в которую ученые внедрили полную последовательность генома современного человека.
Хотя эта технология не является новинкой, ее усовершенствование началось еще в 2011 году, когда инженеры начали использовать фемтосекундные лазеры для создания наноразмерных пустот в стекловидном материале на основе диоксида кремния (силика). Энергия, применяемая для формирования этих пустот, позволяет создать уникальные различия в их пространственном расположении.
С помощью трехмерного размещения наноразмерных структур, а также их размеров и ориентации, ученые могут хранить данные в формате 5D. Эти пустоты имеют размеры всего 20 нанометров, что позволяет крупнейшим кристаллам памяти вмещать сотни терабайт информации. В отличие от нестабильной структуры магнитной ленты или фоточувствительных красителей компакт-дисков, кремний и кислород образуют структуру, которая остается практически неизменной со временем, независимо от окружающих условий. Такие кристаллы можно замораживать, нагревать до 1000 ºC или подвергать механическим воздействиям, и данные все равно останутся доступными при наличии специального оборудования.
Извлечение данных осуществляется с помощью оптического микроскопа и поляризатора. Узоры, созданные на 5D-диске, видны по-разному в зависимости от угла обзора и увеличения микроскопа. Теоретически, этот материал может сохранять свою целостность при комнатной температуре на протяжении миллиардов лет, что делает его более устойчивым, чем любой другой существующий компактный метод хранения данных.
В рамках сотрудничества с компанией Helixwork Technologies, исследователи внедрили последовательность, состоящую примерно из 3 миллиардов символов, представляющую геном человека, в единый кристалл, что составляет около 800 Мб данных. Этот кристалл памяти теперь хранится в архиве Memory of Mankind в Австрии, присоединившись к коллекции сотен керамических книг, которые хранятся в старинной соляной шахте для будущих поколений.
Сможет ли будущий развитый интеллект использовать генетический материал для воскрешения Homo sapiens или других видов — это пока лишь теоретическая возможность, основанная на современных знаниях. Также трудно предсказать, как будущие ученые будут использовать хранилища давно утраченных генов. По словам Питера Казански, физика-оптики из Университета Саутгемптона, исследования показывают, что генетический материал простых организмов может быть синтезирован и использован для создания жизнеспособных образцов в лабораторных условиях.
Казански добавляет, что «кристалл памяти 5D предоставляет ученым возможность создать вечное хранилище геномной информации, которое может быть использовано для восстановления более сложных организмов, таких как растения и животные, если наука позволит это в будущем».
Всего четыре года назад общий объем данных, созданных человечеством, составлял примерно 64 зетабайта, охватывая разнообразную информацию — от сериалов Netflix до TikTok-видео и научных статей. В этом году ожидается, что этот показатель достигнет почти 150 зетабайт, и эта тенденция, похоже, не замедляется. С такими объемами данных возникает необходимость в надежных, доступных и экономически эффективных способах хранения информации в компактных форматах.
Ранее сообщалось, что международная группа ученых разработала крошечных роботов, размером чуть больше вируса, которые могут в будущем спасти сотни тысяч жизней, предотвращая кровотечения в мозге. Эти магнитные устройства предназначены для точной доставки свертывающих препаратов в сосуды и уже продемонстрировали успех в испытаниях на подопытных животных, устраняя аневризмы в сонной артерии.