На этой неделе на Хабре уже вышла статья о вечной флешке. Мы хотели бы продолжить обсуждение, предоставив сборный материал из нескольких зарубежных источников, рассказывающих о бессмертном флеш-накопителе. Как известно, некоторое время назад ученые создали накопители нового поколения — наноструктурированные стекла, срок действия которых может составлять миллиарды лет. DVD-диски могут хранить рабочую информацию или семейные фотографии от 20 до 200 лет, но исследователи из Университета Саутгемптона считают, что хранить информацию на одном накопителе можно и дольше — до 13,8 млрд. лет. Примерно столько могут хранить информацию наноструктуры 5D из плавленого кварца — по сути, до конца самого человечества.



Сами диски представляют собой небольшие кружки из стекла объемом 360Тб каждый. Они могут выдерживать температуру до 1000°C и читаться примерно 13,8 миллиардов лет при температуре ниже 190°С. Файлы записываются в три слоя наноструктурных точек, расположенных в пяти микрометрах друг от друга; данные считываются при прохождении света через стекло. Устройство для хранения называется 5D, поскольку данные зашифрованы по размеру и ориентации структур, а также в трехмерном пространстве.


К сожалению, видео нашлось только в англоязычной версии, но суть ясна.

Исследователи записали основные документы — Всеобщую декларацию прав человека, Хартию вольностей, Библию короля Иакова и «Оптику» Исаака Ньютона на новое устройство, представив его в ЮНЕСКО. Теперь эта технология постепенно коммерциализируется, так как она может быть использована архивистами всего мира, а возможно и будет отправлена в «капсуле времени» в космос.

Наноструктуры были обнаружены случайно в ходе исследований на тему того, каким образом свет взаимодействует с материалом. Полученное устройство хранения характеризуется высокой прочностью. Информация не может быть уничтожена даже при высоких температурах. Есть и другие процессы, где можно достичь более высокой плотности, но разработанное устройство хранения может побить этот рекорд с помощью своей долговечности. В одной из статей данная находка была названа «информационным бессмертием».

Фото предоставлено: spie.org

Каждый элемент информации расположен под защитой стеклянной поверхности, что защищает его от повреждений. Элементы насчитывают всего 20 нанометров (одна миллиардная метра) в диаметре, а расстояние между двумя соседними точками составляет всего 3,7 микрометров (миллионных долей метра), что позволяет записать на такую небольшую поверхность очень много информации.

Возможность записи данных на наноструктурное стекло была обнаружена профессором Казанским в 1996 году. Стекло является химически стабильным и устойчивым к химическим изменениям. Он также может выдерживать температуры до 1000°с (1832°F) без деградации структуры.

Внутренние исследования показали, что даже при повышенных температурах 462K (370°с), долговечность диска 5D составит миллиарды лет. Это означает, что 5D-диски защищены от любого естественного разрушения, от тепла и от холода, от всего, кроме механических повреждений (все-таки это стекло).


Фото предоставлено: spie.org

Структура стекла не только обеспечивает стабильную структуру, а также является оптимальным материалом для записи данных. Фемтосекундный лазер способен создать наноструктуры в стекле на супербыстрых скоростях (фемтосекундная скорость означает один квадриллион в секунду). С возможностью давать суперинтенсивные световые импульсы и перестраивать стекло изнутри, кристаллизируя его. Полученные кристаллы отличаются высокой прочностью и могут быть размещены в структуре стекла с невероятной точностью.

Традиционный компакт-диск или DVD использует для записи данных бороздки и неровности, фиксируя информацию как последовательность нулей и единиц. Когда лазер проходит через неровности, он отражается обратно и записывает данные как единицу или ноль. Все это может происходить на двухслойном уровне и с несколькими слоями (например, речь идет о двухслойных DVD-дисках), создавая три измерения для записи данных (оси Х, Y и Z).


Процесс изготовления бессмертной флешки

Флэшка 5D использует всем известные 3D технологии, но с добавлением еще двух измерений. Поэкспериментировав, профессор Казанский и его команда сумели поляризовать наноструктуру, и, используя «медленную ориентацию осей», изменить скорость прохождения света через материал. Эти изменения скорости могут быть записаны как отдельные значения, так как нанорешетка может представить 5 разных значений.

Таким образом, каждый бит информации можно записать в пяти различных размерах, что позволяет хранить еще больше данных в еще меньшем объеме. Технология постепенно будет выводится на рынок с возможностью постепенного снижения цены конечного продукта (конечно, если фемтосекундный лазер станет чуточку дешевле). На данный момент оборудование стоит очень дорого, но то же самое можно сказать о любой технологии на ранних стадиях. Жесткие диски не так давно были размером с холодильник и стоили не меньше, но после популяризации и усовершенствования технологии их цена упала, и использовать их смог каждый.

Фото предоставлено: kurzweilai.net

В данный момент профессор Казанский и его команда сосредоточены на использовании 5D технологий для крупномасштабных проектов, таких как строительство «вечного архива» в Антарктиде и создания капсулы времени для отправки на Марс.

Что ж, возможно, действительно была создана технология хранения информации для будущих поколений, такая, которая сможет в случае необходимости обеспечить последнее доказательство существования нашей цивилизации.


Фото предоставлено: theverge.com

Поделиться с друзьями
-->

Комментарии (36)


  1. hungry_ewok
    24.11.2016 11:56
    +4

    Если уж хотя записывать информацию на действительно долгий срок, для будущих поколений — то записывать надо бы в виде микрофильмов.
    Потому как наличие считывателя для бинарной информации у будущих поколений совсем не гарантировано.


    1. Igor_O
      24.11.2016 12:26

      Это да… Очень много информации, записанной на перфокартах, которые сейчас просто физически негде прочитать. Но с перфокартой, хотя бы видно невооруженным глазом, что это какая-то информация.
      В связи с этим возникает вопрос, если человечество действительно существует 100000 лет, то есть некоторая вероятность, что цивилизация уже развивалась до современного уровня или выше, возможно, не один раз. Грубо говоря, более-менее достоверной истории у нас сейчас есть чуть больше 200 лет. И вопрос, сколько накопителей информации прошлых цивилизаций сейчас в запасниках музеев лежат в разделах «украшения» и «предметы культа»? А сколько ушло в отвал пустой породы при раскопках т.к. не являлось керамикой, драгоценностями или предметами культа?


      1. Danov
        24.11.2016 14:01
        +2

        Меня тоже эта мысль давно не отпускает. Может нам стоить очень внимательно посмотреть на песчинки в Сахаре? :)


        1. Igor_O
          24.11.2016 17:02

          Песчинок в Сахаре не так уж и много, довольно большой процент ее площади — это камни. Но вот странные песчаные дюны разбросанные в случайных местах по Земле — может быть просто древняя свалка флэшек?
          Ну или вот. Чем не носимая на руке флэшка?
          image

          Обратите внимание на наличие внутри упорядоченных структур внутри «полудрагоценного камня». Вполне могут быть, собственно, записанной информацией.


      1. alex4321
        24.11.2016 17:01

        И при этом она не оставила туевой кучи оборудования покрупнее, но при этом явно не являющихся совсем уж примитивной механикой :-)


        1. Igor_O
          24.11.2016 17:24

          К сожалению, материалы из которых что-либо можно построить — в большинстве своем очень недолговечны без тщательного и сложного ухода. Мрамор живет после извлечения из пласта — от 50 до примерно 200 лет (в зависимости от конкретного состава), гранит — 100-150 лет, бетон в зависимости от марки и климата — до примерно 100 лет. Например, бетон Метромоста между Лужниками и Воробьевыми горами — начал рассыпаться после всего 40 лет эксплуатации.
          Механизмы тоже за потенциальные 20-50 тысяч лет растащили на сувениры. Да и в принципе, так ли нужны гигантские механизмы? Практически все, что действительно нужно человеку в умерено-теплом климате, можно изготовить с помощью весьма компактного оборудования.
          А еще есть куча гигантских терриконов очень древнего вида (некоторые в терриконы даже Фудзияму записывают...) А еще очень много каньонов разбросано по земному шару с явными следами работы роторных экскаваторов… Если не вдаваться в альтернативщину, то все равно, очень мало материалов, которые природа не «переварит» за 10000 лет. Разве что только при удачном стечении обстоятельств некоторые органические субстанции могут превратиться в окаменелость. Но даже это очень редкое событие.
          Да и вообще трудно гадать, по какому пути может в принципе пойти развиваться цивилизация? Может «предки» вместо гигантских машин и домов развлекались дизайном растений и животных под потребности?
          Ведь тоже есть интересные экземпляры. Бамбук, например. Побеги — можно употреблять в пищу, тонкие стебли — использовать для плетения, толстые старые стебли — для строительства и изготовления плавсредств. При правильном обжиге из бамбука получается весьма прочное волокно из которого можно делать нитки и одежду. Я себе как-то на Тайване футболку из бамбукового волокна купил.


          1. Areso
            25.11.2016 10:47

            Золотые слитки! 10 тысяч лет им ничего не сделает) Плюс, наличие слитков золота явно будет намекать на их искусственное происхождение.


            1. vanxant
              25.11.2016 10:57

              Тогда уж лучше плутоний. Золотые самородки таки встречаются, плутониевые по понятным причинам нет)


              1. Areso
                25.11.2016 15:54

                Самородки правильной формы и чистоты от трех девяток?)


            1. DezzK
              01.12.2016 00:58
              +1

              Да о чём вы, золотые слитки растащат при первом же государственном перевороте, войне или техногенной катастрофе.


          1. alexzzam
            25.11.2016 13:39
            +1

            Странные немного значения. Гранит не более 150 лет и мрамор не более 200? То есть, в Питере всё уже должно было рассыпаться. Допустим, плиты набережных могут менять (хотя нет), но как же не рассыпался Александрийский столп?


            1. Igor_O
              28.11.2016 10:33

              Вы на фотографии александрийского столпа с близкого расстояния посмотрите. Там очень хорошо видно, что он уже на довольно большой процент состоит из штукатурки. (то, что его из гранита изготовили — тоже вызывает большие сомнения. Просто физика процесса добычи гранитной глыбы — глыба такого размера должна была расколоться от внутренних напряжений.)
              Долговечность материалов — это тайна только для историков. У строителей есть справочники, где все сроки эксплуатации расписаны.
              Кстати, о мраморе. В Московском Метрополитене — очень много мрамора везде. И живет он там в идеальных условиях — колебания температуры за время эксплуатации в пределах от +15 до +30 градусов, почти постоянная влажность, полное отсутствие осадков. И в этих условиях мрамор на некоторых станциях уже заменен по два раза…


    1. andreymal
      24.11.2016 13:09

      Просто надо сделать инструкцию, как эту бинарную информацию читать)


      1. geher
        24.11.2016 13:21
        +2

        И записать её на этот самый «вечный» носитель.


        1. Deosis
          25.11.2016 07:44
          +1

          В виде бинарной информации, потому что иначе стандарты не влезут.


        1. A1one
          01.12.2016 00:59
          +1

          unzip.zip? :)


          1. geher
            02.12.2016 13:26

            Естественно.
            Это уже классика, как и драйвер на модем, который надо качать из сети.


  1. CrogST
    24.11.2016 12:26

    Спасибо за статью!


  1. DeLuxis
    24.11.2016 13:03
    +5

    Флэшка 5D — дурацкое маркетинговое название. По аналогии с 5D кинотеатром.


  1. 776166
    24.11.2016 20:01
    -1

    Библию-то зачем записывали? Что-то, а вот её совсем не обязательно передавать потомкам. Художественная литература в последнюю очередь.


    1. Antervis
      25.11.2016 07:00

      чтоб будущим поколениям был урок «как делать не надо»


    1. GoldenStar
      26.11.2016 14:39

      Встречный вопрос — зачем вы себе в ник 666 повесили через цифровые промежутки? Вы прям одного поля ягода, только антиподы. Лучше бы спросили зачем они дерьмократию свою туда записали. Суют ее всем как религию — тонкий ход с их стороны это то что они совместили все вместе и в космос отправить хотят.


      1. 776166
        26.11.2016 15:37
        +1

        Число 666 в десятичной системе ничего не значит. Мой ник ничего не значит и я ничего им никому не пытаюсь доказать.
        Когда наука создаёт что-то очень важное, достаточно странно и неправильно, что туда помещается такой откровенной антинаучный объект.
        Декларация прав человека и хартия вольностей, конечно, не самые лучшие объекты для такого случая. «Происхождение видов» и СТО были бы гораздо уместнее, как и любой фундаментальный научный труд. Но, видимо, Библия, это лучше с т.з. пиара :)


        1. imageman
          01.12.2016 01:00

          Я думаю лет через 200 всё вами перечисленное будет Историей. Заранее предсказать что будет ценно, что нет сейчас затруднительно. Вполне возможно, что кому-то позарез потребуется Библия-2016 (например для эссе «Как развивалось христианство в последние века») ;-)


  1. aso
    25.11.2016 07:44
    +1

    Существует такое явление, как «перекристаллизация стекла» — на протяжении тысячи лет оно вполне заметно проявляется на оконных стёклах (которым повезло уцелеть).
    Так что насчёт десятков миллиардов лет — я бы поостерёгся.
    Что не отменяет, впрочем, потенциальной эффективности подобной системы на столетних отрезках времени, скажем.


    1. Igor_O
      25.11.2016 13:21

      А есть какая-нибудь ссылка на описание процесса? Что-то гугль, кроме этого поста, по «перекристаллизация стекла» не находит, яндекс находит только рекристаллизацию стекла, что несколько о другом. А тема интересная.


      1. geher
        25.11.2016 14:46
        +1

        Полагаю(на основании отсылки к оконному стеклу), что имеется ввиду аморфность стекла (оно очень медленно течет).
        Но я не уверен, что данная особенность характерна и для кристалла кварца.


        1. Igor_O
          28.11.2016 10:50

          То, что стекло «течет» — довольно давно уже переехало в рубрику «сказки и легенды». Ходят слухи, что легенда эта родилась из-за того, что технологии 19го века не позволяли сделать стекло достаточно плоским и равномерным по толщине. Нашел хорошую статейку на сайте музея стекла одного «достаточно известного» прозиводителя. Does Glass Flow.
          Не очень длинная, интересно написано, но главное — что при «комнатной» температуре стекло в миллиард раз (примерно) менее текучее, чем свинец…


        1. alexcmailru
          01.12.2016 01:01

          Давно уже читал про стекло.
          Есть два тезиса. 1 — стекло якобы течёт. 2 — этого никто не видел (процесса).
          И, собственно, то, что оно «течёт», решили только потому, что оно в древних строениях стоит толстым вниз.
          Но во-первых, сделать его абсолютно одинаковой толщины могут только сейчас, а во-вторых, если вы держите в руках стекло неровной толщины, руки сами тянутся поставить толстым вниз. Вот оно там так и стоит.

          Так что то, что оно течёт в нормальных условиях — условно сказки.
          Тем более, тут вообще про кварцевое пишут.

          А вообще, когда речь заходит про долговременные планы на существование человечества, у меня всегда возникает мысль.

          Нерадостная.

          Мысль о том, что дельфины — это резервный ресурс разума на Земле.
          И когда (не если) люди уничтожат себя, а поверхность, на которой они могут жить, сделают непригодной, именно дельфины, прожив ещё пару-тройку миллионов лет, подхватят знамя разумной жизни на Земле.

          Так что лучше бы мы с ними научились общаться, чем с инопланетянами.
          По крайней мере дельфины, в отличие от гипотетических инопланетян, не захотят нами питаться :)


          1. geher
            02.12.2016 14:07

            По стеклу, наскоьько я помню, основной тезис гласит об аморфности сего материала. Причем гласит не на основании увеличеннои толщины в нижней части старых стекол (тут, напротив, делали вывод на основани факта аморфности стекла), а на основании анализа внутренней структуры.
            Аморфный материал «течет» по определению. Скорость данного процесса для стекла очень мала. Настолько мала, что объяснять этим особенности толщины старого оконного стекла не приходится. Но в статье вроде о процессах, тперирующих размерами, сравнимыми с размером атома, и сроках в миллионы лет.


      1. aso
        29.11.2016 12:36

        Я не помню, увы — просто встречал упоминания. Можно поискать просто «кристаллизация стекла».
        Собственно, кварцевое стекло — сиречь плавленый кварц — в природе встречается в виде кристаллов горного хрусталя (откуда, собственно, и произошло само слово «кристалл»).
        При нормальных условиях термодинамически более выгодной является кристаллическая форма, а не аморфная — но перекристаллизация в твёрдой форме происходит о-ооочень медленно.
        Но как будут вести себя дефекты микронных размеров в плавленном кварце на протяжении тысячелетий — и будут ли там возникать новые, под воздействием радиации или чего либо другого — вопрос, требующий отдельного изучения.


    1. Greendq
      26.11.2016 13:17

      Так там речь идёт о кварцевом стекле. Оно отличается от обычного силиката натрия :)


      1. aso
        29.11.2016 12:41

        Обычный силикат натрия — это у Вас в баночке с канцелярским клеем, уважаемый.
        А «обычное силикатное стекло» состоит из оксида кремния процентов на 45 — 70.
        «Необычное» — ака «плавленый кварц» состоит из него на сто процентов.
        И таки да, термодинамически выгодная для плавленного кварца конфигурация при н.у. — кристаллическая.
        По этому что там будет происходить на интервале тысячелетий — надо смотреть отдельно.
        Я ещё помню, как флоппи-диски изготовители рекламировали как хранители информации, «устойчивые к любым вредным воздействиям».


  1. amarao
    25.11.2016 18:05

    А what.cd закрылся. А вы говорите, бессмертна…


  1. Anshi85
    01.12.2016 01:01

    Все это конечно хорошо, но как насчет долговечного оборудования, которое будет работоспособно через 13 миллиардов лет?


  1. madroot
    01.12.2016 01:01
    +1

    меня всегда поражал выбор «основных» документов… причем тут библия, хартия, декларация? почему не коран, конституция мадагаскара и указ об отмене крепостного права? сразу видно — пендостан:)