5D optický disk se Všeobecnou deklarací lidských práv. Kredit: University of Southampton.

Kdybyste měli elegantní optický disk, učiněné malé umělecké dílo s ohromnou kapacitou dat, co byste si něj vypálili? Takové problémy teď řeší na Univerzitě v Southamptonu, kde významně pokročili ve vývoji atraktivní technologie zápisu digitálních dat, která mohou přetrvat miliardy let. Takže to není ani tak elektronický, jako spíš geologický fenomén.

Peter Kazansky. Kredit: University of Southampton.

Vědci místního Centra optoelektronického výzkumu (ORC) dali dohromady technologii zápisu pětirozměrně uspořádaných (5D) digitálních dat na nosič z nanostrukturovaného skla femtosekundovým laserem, a také jejich čtení. Tohle datové médium nabízí kapacitu 360 TB na jeden skleněný disk, tepelnou stabilitu do 1000 stupňů Celsia a prakticky nekonečnou životnost při pokojové teplotě. Při teplotě 190 °C výrobci disku zaručují trvanlivost minimálně 13,8 miliard let, což odpovídá délce dosavadní existence vesmíru. 

O této technologii jsme na OSLU psali už v roce 2013. Od té doby ji v Southamptonu vylepšili a teď už mají hotové digitální kopie některých významných dokumentů lidské historie. Na skleněných 5D discích už zvěčnili například Všeobecnou deklaraci lidských práv, schválenou Valným shromážděním OSN 10. prosince 1948 (Československo se tehdy jako ubohý vazal Sovětského svazu hlasování zdrželo), Newtonovu významnou knihu Optika z roku 1704, Velkou listinu práv a svobod – Magna charta libertatum z roku 1215 nebo Bibli krále Jakuba z let 1601 až 1611. 5D disk se Všeobecnou deklarací lidských práv nedávno předvedli na závěrečném ceremoniálu Mezinárodního roku světla (International Year of Light and Light-based Technologies, 2015, IYL 2015) v Mexiku.

Jednopalcové 5D optické disky. Kredit: University of Southampton.

Na jednopalcové 5D optické disky se zapisuje femtosekundovým laserem, který produkuje extrémně krátké a intenzivní laserový pulzy, trvající 10 na mínus patnáctou sekundy. Data se na takový disk ukládají ve třech vrstvách nanostrukturovaných teček, vrstvy teček jsou přitom mezi sebou vzdálené 5 mikrometrů. Nanostruktury teček ovlivňují polarizaci paprsků světla, které jimi procházejí, což lze detekovat optickým mikroskopem, vybaveným polarizátorem.

Magna Charta. Kredit: British Library / Wikimedia Commons.

5D optické disky si už před třemi lety vysloužily přezdívku Supermanovy paměťové krystaly, protože vzdáleně připomínají superhrdinovu databanku. Těžko říct jak Superman, badatelé Centra optoelektronického výzkumu své disky každopádně vyrobili z křemenného skla, čili úplně čisté amorfního oxidu křemičitého (fused quartz). Pětirozměrné se ji říká kvůli tomu, že nanostruktury zápisu dat do skla disku využívají kromě tří tradičných prostorových souřadnic ještě velikost a orientaci. Podle Petera Kazanskyho z ORC je nanejvýš vzrušující vědět, že jsme vyrobili technologii, se kterou je možné poslat informace o nás do budoucnosti vzdálené miliardy let. Otázkou ale samozřejmě je, jestli to za miliardy let bude někdo číst a proč by ho to mělo zajímat.

Vývojáři Centra optoelektronického výzkumu teď hledají průmyslové společnosti, které by se podílely na dalším vývoji technologie 5D digitálních skleněných disků, a s nimiž by bylo možné tuto přelomovou technologii prosadit na trhu. 

Video:  Fabrication process for 5D optical storage


Literatura
University of Southampton 15. 2. 2016