Страница 5 из 30
Новый чисто оптический способ записи магнитной информации на диск реализовали экспериментально и запатентовали ученые из Радбудского университета в Неймегене, Нидерланды, при поддержке японских коллег из Нихонского университета в Чибе. Эта технология сулит появление дешевых устройств для хранения данных, которые, в принципе, могут быть на четыре порядка быстрее современных винчестеров: для записи одного бита требуется импульс лазера длительностью всего 40 фемтосекунд.
Магнитооптические диски давно присутствуют на компьютерном рынке, хотя и не пользуются большой популярностью. Считывание информации с них нетрудно реализовать чисто оптическим путем. Намагниченная в разных направлениях поверхность по-разному отражает свет. Но для записи бита помимо импульса лазера, который просто нагревает материал, необходимо еще и действие внешнего магнитного поля. Нагретый материал легче перемагнитить, а выше так называемой температуры Кюри намагниченность и вовсе пропадает, что используют для стирания информации. Внешнее магнитное поле можно создать обычной магнитной головкой, как в винчестере, или постоянным магнитным полем дополнительных слоев магнитооптического диска.
Помимо того, что внешнее магнитное поле надо еще чем-то создать, сам процесс смены направления намагниченности материала требует времени. Три года тому назад экспериментаторы неожиданно обнаружили, что для этого даже в идеальных условиях сильных полей требуется по крайней мере пара пикосекунд, что на три порядка дольше, чем предсказывала теория. Пока это ограничение не мешает, но вскоре оно может стать главным тормозом магнитной технологии хранения информации. К счастью, последние результаты предлагают элегантное решение этой проблемы.
В новой технологии для записи бита необходим только мощный импульс света с круговой поляризацией. Он одновременно подогревает материал почти до температуры Кюри и намагничивает сильным полем "закрученного" света. Если свет поляризован по часовой стрелке, то, скажем, записывается единица, а если против часовой стрелки – ноль. Длительность импульса уже в первых экспериментах не превышала сорока фемтосекунд. Это очень простой, дешевый и быстрый способ магнитной записи, который, как уверены авторы, скоро проторит дорогу на рынок.
Однако ученым предстоит еще много работы. В первых экспериментах использовался обычный в магнитооптике сплав гадолиния, железа и кобальта, а диаметр пятна лазера достигал пяти микрон. Чтобы повысить плотность записи, придется научиться лучше фокусировать лазер и подыскать другой материал, который труднее перемагнитить. Кроме того, дешевые, пригодные к массовому производству и способные излучать нужные импульсы лазеры еще нужно разработать. И это только видимая часть айсберга проблем, которые предстоит преодолеть оптической технологии магнитной записи на тернистом пути к потребителю. ГА
Канадская команда специалистов по искусственному интеллекту из Университета Альберты под руководством профессора Джонатана Шаффера (Jonathan Schaeffer) создала непобедимую версию компьютерной программы Chinook для игры в английские шашки на доске 8х8. Научная статья, в которой утверждается, что в игре с любым противником программа либо выиграет, либо сведет партию к ничьей, недавно опубликована в журнале Science.
Работа над программой началась еще в 1989 году. Разрабатываемые учеными алгоритмы использовали примерно те же принципы, что и программы для игры в шахматы. В каждой позиции просчитывались возможные варианты развития событий, а бесперспективные пути отбрасывались с использованием эвристических правил. А поскольку шашки значительно проще шахмат, анализировать позиции легче, и можно считать на несколько десятков ходов вперед.
Мощность компьютеров росла, алгоритмы совершенствовались, и к 1994 году программа победила знаменитого чемпиона мира по шашкам Мариона Тинсли, который удерживал этот титул с 1955 года. С тех пор программа Chinook оставалась непобедимой, лишь изредка проигрывая отдельные партии турниров.
Но работа ученых продолжалась, и теперь им удалось полностью убрать из алгоритма эвристические процедуры, исключив тем самым возможность ошибки и всякие шансы противника на выигрыш. Дело в том, что начиная с того далекого 1989 года в научной группе над анализом шашечных позиций постоянно трудилось несколько десятков, а в лучше годы до двух сотен компьютеров. Это позволило проанализировать все 5х1020 шашечных позиций и в каждой найти лучший ход. И теперь, грубо говоря, расчет вариантов следующего хода сведен к поиску по обширной базе данных готовых решений.
Авторы считают, что алгоритмы, созданные в процессе работы над программой, будут полезны и в других практических задачах искусственного интеллекта. А чтобы не расстраивать любителей древней игры, на сайте группы www.cs.ualberta.ca/~chinook любой желающий может сыграть в шашки с облегченной версией программы Chinook, в единоборстве с которой у него есть небольшие шансы на выигрыш. ГА
Новый тип волн электронной плотности – поверхностные акустические плазмоны – обнаружила международная команда ученых из Европы и США, координируемая из Университета Нью-Гемпшира в Дареме. Эти квазичастицы или волны, возможно, играют важную роль во многих физических процессах – от химических реакций на поверхности металлических катализаторов до нанооптики и высокотемпературной сверхпроводимости.
На поверхности металла живет целый зоопарк разнообразных волн. Прежде всего это обычные поверхностные плазмоны, которые представляют собой колебания плотности одних только электронов. Поверхностные плазмоны обладают сравнительно большой энергией и играют важную роль в формировании оптических свойств плоской поверхности металлов и металлических наночастиц. В последнее время большой интерес вызывают поверхностные плазмоны-поляритоны, то есть коллективные колебания электромагнитного поля и электронов, что на языке квазичастиц означает некую смесь из фотона и обычного плазмона. С их помощью ученые надеются передавать информацию внутри компьютерных чипов.
Каждая из этих волн или соответствующая волне квазичастица (например, звуковой волне соответствует фонон) обладает своими специфическими свойствами и движется по своим законам. Теоретики давно предсказывали существование еще одного типа поверхностных волн – смеси звуковых и электронных колебаний, то есть смеси плазмона и фонона, которые для краткости назвали акустическими плазмонами. Эти волны обладают сравнительно малой энергией, вот почему их до сих пор не удавалось зарегистрировать. В прошлом году одна из групп экспериментаторов даже утверждала, что таких волн на самом деле не существует.
Но теперь ученым, наконец, удалось поставить очень тонкие и трудоемкие эксперименты и надежно установить существование акустических плазмонов. Для этого была изготовлена высокоточная электронная пушка, которая в глубоком вакууме обстреливала медленными электронами поверхность идеального кристалла бериллия. Когда эти электроны, словно камешки, отскакивали от поверхности озера свободных электронов металла, некоторые из них теряли как раз то количество энергии, которое необходимо, как предсказывает теория, для возбуждения поверхностного акустического плазмона.
Согласно расчетам, такой акустический плазмон живет лишь несколько фемтосекунд и за это время успевает пробежать по поверхности считанные нанометры. Однако этого достаточно, чтобы сильно повлиять на протекание многих химических реакций. Пока не доказан, но вполне возможен вклад этих возбуждений в механизм высокотемпературной сверхпроводимости, которая, как известно, возникает в керамиках сложного состава со слоистой структурой. Возможно, поверхностные акустические плазмоны удастся возбуждать оптическими методами за счет дифракции света на специально созданных поверхностных наноструктурах. Тогда их можно будет использовать в фотонике.