Dati, creato con il laser un disco di vetro che può contenere fino a 500 terabyte

Viviamo in un mondo di dati e uno dei problemi attuali e futuri sarà la conservazione corretta e durevole di queste grandi quantità di materiale. Oggi un esperimento dell’università di Southampton, nel Regno Unito, fornisce un nuovo metodo per memorizzare ancora più dati digitali su un disco di vetro nanostrutturato. Il prototipo rende possibile e migliora l’archiviazione in 5 dimensioni attraverso un particolare laser.

In pratica, questo laser ad alta velocità, a femtosecondi, ancora più potente di quello utilizzato in ricerche precedenti, può consentire di registrare 500 terabyte (mille miliardi di byte) di dati in un disco della dimensione di un cd. I ricercatori di Southampton sono i pionieri di questo metodo – detto di archiviazione ottica dei dati in 5D – dato che avevano già svolto un esperimento di questo genere nel 2016, riuscito con successo. I risultati di oggi, pubblicati sulla rivista Optica, indicano una capacità di raccogliere informazioni che è 10mila volte maggiore rispetto a quella attuale dei supporti ottici Blu-ray. Qui l’immagine del disco in 5D.

L’archiviazione in 5D

L’archiviazione ottica dei dati in 5D si basa su una tecnica che sfrutta un vetro nanostrutturato per la registrazione permanente delle informazioni digitali mediante la scrittura laser a femtosecondi. Oltre alle tre dimensioni spaziali, che consentono di posizionare un punto sul vetro, ci sono due dimensioni, che di fatto sono espressione di particolari caratteristiche legate al laser, o meglio a come il laser lavora per disegnare il punto (la forma dell’onda) e per inserire l’informazione all’interno delle nanostrutture del reticolo di vetro. Già in precedenza il team di Southampton aveva denominato il nuovo metodo di archiviazione Superman memory cristal, con un cenno ai cristalli di memoria dei film e dei fumetti di Superman.

I precedenti

L’archiviazione di dati in 5 dimensioni su un minuscolo disco di vetro, nanostrutturato, dalla memoria eterna, è già diventata realtà da qualche tempo, con un recente esperimento. Un prototipo di questo genere è stato realizzato nel 2016, infatti, a opera dello stesso gruppo inglese. Il disco di fatto ha una memoria eterna: i dati possono sopravvivere e rimanere intatti per miliardi di anni (ricordiamo che l’età della Terra è di circa 4,5 miliardi di anni e quella dell’universo di 13,8 miliardi). 

Il supporto, inoltre, rimane stabile e preserva le informazioni anche a una temperatura di 1000 °C. Insomma, è un oggetto minuscolo e praticamente indistruttibile. La prima dimostrazione della possibilità di salvare dati in 5D è avvenuta nel 2013 e nel 2016 i ricercatori hanno creato il primo disco di vetro con queste caratteristiche. Con questa tecnica hanno già salvato la Bibbia, la Magna Carta, la Dichiarazione universale dei diritti umani e il trattato Opticks di Newton.

La novità del disco

I dischi sono in vetro di silice e hanno la dimensione complessiva di un cd. Le pulsazioni luminose del laser imprimono punti minuscoli all’interno delle nanostrutture del reticolo. Il nano-reticolo è di fatto la più piccola struttura di questo genere mai creata da una luce laser. Questi punti impressi dal laser possono archiviare fino a 4 bit di informazione e, in generale, due punti corrispondono a un carattere di testo. Le strisce di punti vengono poi sovrapposte su 3 strati e raggiungono lo spessore di un capello umano (si arriva alle famose 5 dimensioni). Per memorizzare ancora più informazioni, i ricercatori hanno utilizzato un laser ultrarapido e hanno ora sfruttato un fenomeno ottico chiamato near-field enhancement. Il nuovo approccio serve a minimizzare il danno termico tipico di questi potenti strumenti, per potenziare l’accumulazione dei dati senza danni collaterali. 

Per ora il gruppo ha scritto 5 gigabyte (miliardi di byte) di dati di testo sul disco di vetro nanostrutturato che ne può raccogliere però quantità dell’ordine di mille miliardi di byte di dati, fino a 500 terabyte. La precisione con cui vengono riletti è molto elevata e sfiora il 100%.

“Con questo sistema – spiega Peter G. Kazansky, che ha coordinato il lavoro di ricerca – riusciamo a conservare terabyte di dati, che potrebbero essere utilizzati, per esempio, per preservare le informazioni del dna di una persona”. Le applicazioni sono svariate, dalla memorizzazione testi storici fino a documenti, bio-banche contenenti dati individuali e collettivi, da preservare per i prossimi miliardi di anni.