Bientôt des disques durs enregistrant les données par effet tunnel ?

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Pour la première fois au monde, des scientifiques de l'Université de Hambourg ont réalisé la magnétisation de zones nanoscopiques en appliquant des courants de spin ciblés et sans contacts. Ces résultats, pionniers en la matière, pourraient mener au développement de nouveaux types de disques durs qui posséderaient une capacité de stockage dix mille fois supérieure aux systèmes actuels.

Aujourd'hui, l'ère de l'information se caractérise par des flux de données toujours plus grands. Il est devenu naturel de stocker ses albums photos, ses fichiers audios ou vidéos, sur un téléphone portable ou un lecteur MP3, tenant dans une poche de pantalon. Mais cette miniaturisation exige des technologies de plus en plus élaborées, échappant aux limites physiques.

Les disques durs en sont un bon exemple : depuis des décennies, la croissance progressive de leurs capacités est rendue possible uniquement grâce à l'augmentation permanente de la densité de stockage, donc la miniaturisation de chaque bit, la plus petite unité d'information. Dans les disques durs conventionnels, l'écriture des informations est réalisée via des champs magnétiques. Mais, si la densité des données devient trop importante, le champ magnétique utilisé lors de l'écriture d'un bit influence également les bits voisins, ce qui mène inévitablement à une perte de données.

Les chercheurs du groupe "Méthodes à sondes de trame" de l'Institut de Physique Appliquée de l'Université de Hambourg ont présenté un nouveau procédé pour l'écriture des informations, renonçant totalement aux champs magnétiques tout en permettant des densités de stockage extrêmement élevées. Pour y parvenir, les chercheurs allemands, sous la direction du professeur Wiesendanger, ont utilisé la sonde d'un microscope à effet tunnel, grâce à laquelle ils ont pu travailler localement et sans contact sur une surface magnétique au moyen de courants tunnels.

Ce procédé extrêmement précis permet de reproduire les états magnétiques, non seulement pour des atomes isolés, mais également à l'échelle du nanomètre. Les scientifiques étudient pour cela les plus infimes zones nanoscopiques qui contiennent jusqu'à 100 atomes. Pendant que ces "nano-îlots" sont créés thermiquement par de faibles courants tunnels de quelques nanoampères appliqués entre la tête de la sonde et la zone de travail, un courant mille fois plus élevé, appliqué par la même sonde, permet de donner une direction de magnétisation définie à cet îlot. En faisant varier en même temps la tension appliquée, on peut obtenir l'état de bit "0" ou "1". Ce "couplage de magnétisation induit par le courant" pourrait rendre possible dans un futur proche le stockage et la lecture des informations dans un simple atome magnétique et mener à de nouvelles technologies de disques durs révolutionnaires avec une densité de stockage qui serait dix mille fois supérieure aux capacités actuelles.

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sonic

ça me dépasse !

on stocke des données dans des atomes :houla:

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Roy

moi aussi j'ai du mal à y croire mais bon tant que je ne dois pas reformater mon disque dur chaque mois cela me convient. quelqu'un peut m'expliquer ce qu'est l'effet tunel exactement?

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Aldebaran

Par exemple tu as deux protons (chargé positivement), en théorie ils se repoussent grace à la repulsion electromagnétique mais à grande vitesse et a une température suffisament élevée ils arrivent à passer la barriere de potentiel et fusionnent. Donc je comprend pas quel role a l'effet tunnel dans le disque dur??

TO
tokamac

Roy
quelqu'un peut m'expliquer ce qu'est l'effet tunel exactement?

En gros et en restant très vague c'est un effet quantique, qui permet à un événement de se produire à un endroit où techniquement c'est impossible avec les lois de la mécanique classique. Par exemple tu as un stimulus quelque part, et en face de lui une barrière quelconque censée bloquer ses effets. Et bien par effet tunnel la conséquence du stimulus peut agir au-delà de la barrière (d'où l'analogie avec un tunnel classique).
Et pour une définition plus complexe mais moins fausse :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_tunnel

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Roy

plus je lis de la physique quantique plus je me rends compte que la physique conventionnelle à l'air de faire fausse route

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buck

utiliser un microscope a effet tunnel pour les disques dur? pas mal comme idee je trouve.
Sonic: plus ou moins. Les atomes peuvent etre soumis a differents type de champs electrique, magnetique...
Les metaux ferreux sont assez sensible au magnetisme. Ici l'idee c'est de modifier le moment magnetique d'un groupe d'atomes pour qu'ils gardent cette memoire .
Le fait d'utiliser ce type de microscope permet d'avoir une resolution spatiale tres fine et affecter le moment magnetique de certains atomes et pas ceux qui sont a cote.

Pour l'effet tunnel: cela vient du fait que si tu envoie des electrons sur un materiaux, une proportion arrive a passer la barriere de potentiel et etre captee par le materiaux. La proportion depend du materiaux en general.
L'image que tu pourrait avoir c'est celle d'une montagne et d'un flux de voiture allant se fracasser dessus. un certain nombre de vehicules arriveraient a passer au travers sans domage.

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buck

Roy
plus je lis de la physique quantique plus je me rends compte que la physique conventionnelle à l'air de faire fausse route

ca depend a quel niveau tu te situe, si l'ordre de grandeur c'est le micron pas de soucis, les lois conventionnelles marchent , si c'est le nanometre c'est plus le quantique

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Roy

oui je suis au nano mais c'est quand même difficile d'accepter qu'il existe deux lois physiques opposées

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buck

non pas opposee, c'est juste que ce qui s'applique aux choses en masse, est moins vrai qd on y regarde finement

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bwergl

Roy
oui je suis au nano mais c'est quand même difficile d'accepter qu'il existe deux lois physiques opposées

c'est la le probleme de toute la science :)

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Roy

mh oui c'est en partie vrai mais je pense que tu partages en partie mon avis

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buck

pas completement :)
je suis plutot partisan d'utiliser les outils qui vont bien la ou il faut, pas besoin d'un marteau piqueur pour planter un clou

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Roy

tout dépend du clou si tu vois ce que je veux dire :D admet tout de même que c'est perturbant

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buck

oui c'est perturbant d'autant plus que ca ne marche pas dans le sens commun des gens, ce qui est du au fait qu'on n'y est pas confronte reelement directement tout les jours.

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Roy

qoui de plus logique sur des choses que l'on ne peut voir. si l'on avait aucune preuve tangible autant essayer de convaicre que dieu existe et que par dessus tout il est bon

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buck

mais on peut les voir
dieu par contre n'a rien a faire en sceince, ca n'est juste qu'une question personnelle

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Roy

je m'égare mais question vision ne me dis pas que 50% de l'humanité a déja vu de ses propres yeux un atome seul

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buck

de ses seuls yeux non car trop petit, mais via des microscopes oui.
J'ai des TEM ou je peux voir les atomes

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Roy

touché j'abandonne

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buck

yesss :D

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Maulus

c'est fantastique la MQ

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buck

c'est super douuuuuxxx

euh je m'egare la :D
Par contre je ne dirais pas forcement ca, c'est plutot casse pied a prendre en consideration

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Roy

là nous sommes d'accord

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sonic

LOL buck se lâche ! elmer ! :lol:

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StarDreamer

Ce qui serait merveilleux, ce serait de trouver le "chainon manquant" entre la physique quantique "microscopique" et la physique macroscopique, à savoir (je cherche les mots pour expliquer, hein... 'pas taper ! :siffle: ) des sortes de règles expliquant la transition entre les 2 mondes, et permettant d'harmoniser, pas tant au niveau des équations mais plutôt de la philosophie, ces 2 physiques qui ne doivent normalement en former qu'une (nous sommes dans un seul univers).

Nan, j'ai pas fumé ...!

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Roy

je te crois :D mais c'est d'après ce que je sais rigoureusement impossible par le fait que ce sont des masses qui dépendent de forces relativement différentes et surtout elles n'ont pas les mêmes réactions du fait de leur masse

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buck

le monde mesoscopique est un monde qui reste a defricher, il y a assez peu de choses dans ce domaine malheureusement

TO
tokamac

Roy
ca depend a quel niveau tu te situe, si l'ordre de grandeur c'est le micron pas de soucis, les lois conventionnelles marchent , si c'est le nanometre c'est plus le quantique

Ça dépend, il existe des phénomènes purement quantiques et macroscopiques. Le laser, la superfluidité , la supraconduction par exemple.

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buck

oui en effet

EX
extrados

Roy
oui je suis au nano mais c'est quand même difficile d'accepter qu'il existe deux lois physiques opposées

Elles ne sont pas opposées . le changement d'echelle ce fait par la physique statistique , qui explique le passage quantique-classique (microscopique-macroscopique ).

Une image pour simplifier , un atome arrive sur une barrière de potentiel , il a une probabilité de passer , une probabilité de ne pas passer . Si il passe effet tunnel . Tu envoies maintenant un ensemble d'atomes liés sur cette barrière de potentiel , la probabilité globale que la structure passe (je simplifie ) est la multiplication des propabilités individuelles d'où une plus faible probabilité pour la grosse structure de passer la barrière de potentiel . Quand la structure devient macroscopique , la probabilité tend vers une limite nulle => méca classique .

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Roy

mh oui vu sous cet angle c'est vrai :jap:

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cisou9

IL existe depuis dix à quinze ans des diodes à effet tunnel, mais je n'ai jamais eu l'occasion d'en utiliser.
par contre, j'aimerais connaitre le volume d'un disque dur et son coût ? :fada:

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bongo1981

extrados


Roy
oui je suis au nano mais c'est quand même difficile d'accepter qu'il existe deux lois physiques opposées


Elles ne sont pas opposées . le changement d'echelle ce fait par la physique statistique , qui explique le passage quantique-classique (microscopique-macroscopique ).


Une image pour simplifier , un atome arrive sur une barrière de potentiel , il a une probabilité de passer , une probabilité de ne pas passer . Si il passe effet tunnel . Tu envoies maintenant un ensemble d'atomes liés sur cette barrière de potentiel , la probabilité globale que la structure passe (je simplifie ) est la multiplication des propabilités individuelles d'où une plus faible probabilité pour la grosse structure de passer la barrière de potentiel . Quand la structure devient macroscopique , la probabilité tend vers une limite nulle => méca classique .

Il y a d'intenses recherches pour comprendre l'effondrement de la fonction d'onde (passage quantique au classique)

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Roy

cela ne rejoint-il pas les recherches onde corpuscule au sujet des phonton et de la lumière?

EU
euh

Un disque dur qui travaille sur des groupements de quelques atomes serait extrêmement sensible aux vibrations je pense. Le moindre son pourrait fausser l'écriture de données.

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bongo1981

Roy
cela ne rejoint-il pas les recherches onde corpuscule au sujet des photons et de la lumière?

C'est très général, ça concerne toutes les particules, et surtout les fonctions d'onde qui les décrivent, et le processus d'observation, la décohérence quantique, l'effondrement de la fonction d'onde etc...

euh> le système doit sûrement être très sensible aux vibrations, et doit sûrement être bien isolé

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Roy

quel est ton avis sur la question?

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bongo1981

Je pense qu'il y a des problèmes d'interprétation de la mécanique quantique, et des travaux doivent être faits dans ce domaine, pour comprendre la non-localité par exemple, la gomme quantique, les interprétations de Copenhague, de Bohm etc...

La MQ est déroutante, et ça donne parfois des vertiges.

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StarDreamer

J'aimerais bien comprendre la MQ, mais la logique qui explique son fonctionnement est déroutante et contre-intuitive. Et j'ai bien passé l'âge de reprendre des études sérieuses sur le sujet, pourtant passionnant... :sarcastic:

A quand la MQ pour les nuls ?

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sonic

à quand la science pour les nuls ? :(

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Aldebaran
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lincruste

Adrien
[...]Ce "couplage de magnétisation induit par le courant" pourrait rendre possible dans un futur proche le stockage et la lecture des informations dans un simple atome magnétique et mener à de nouvelles technologies de disques durs révolutionnaires avec une densité de stockage qui serait dix mille fois supérieure aux capacités actuelles.

Des disques durs de 10 pétaoctets... Hmmm. Ca pourrait servir mon objectif de rassembler tous les MP3 de l'humanité sur un seul volume.

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StarDreamer

Et moi, pour faire un snapshot quotidien de l'Internet ... :lol:

Plus sérieusement, ce serait sympa pour les grosses entreprises qui ont d'immenses baies de disques, ou surtout pour les grosses institutions comme le CERN qui vont devoir stocker des quantités faramineuses de données issues du LHC.

OS
Oswald_le_fort

Avec nos 12 Peta octets par ans, ca sera effectivement utile...

SE
Serein

C'est bien joli, mais temps qu'il n'y aura pas d'amélioration des têtes de lecture ca aura peu d'application concréte.

Autant donner a lire un livre de poche écrit en braille au géant vert, il a pas les doigts adaptés.