WHAT if “we can arrange the atoms t

WHAT if “we can arrange the atoms the way we want; the very atoms, all the way down”? So asked the physicist Richard Feynman in an influential 1959 lecture called “There’s Plenty of Room at the Bottom”. This manipulation would mean that information, like text, could be written using atoms themselves. Feynman predicted that the entire “Encyclopædia Britannica” could be written on the head of a pin.
Three decades later, a group of scientists at IBM managed exactly that. They were able to write the firm’s name using 35 xenon atoms resting on a sheet of nickel—the first demonstration of precise atomic placement. Individual atoms, though, tend to jiggle around. They jiggle less at lower temperatures, so to keep the atoms in place, the researchers cooled them to -269ºC, just 4ºC above absolute zero, the coldest temperature physically possible. This was so costly that writing more than three letters did not make sense.
Now a team of researchers led by Sander Otte at Delft University of Technology, in the Netherlands, have done better, potentially paving the way for large-scale storage at the atomic level. Instead of three letters, they managed to store an entire paragraph of text (about 1 kilobyte of data). And the memory they used proved stable, in later experiments, at temperatures of -196ºC. That may not sound particularly balmy, but it can be achieved with liquid-nitrogen cooling, which is much cheaper than the liquid helium used by IBM.
The team stored their information not by writing letters with atoms, as IBM did, but in a binary code. They covered a sheet of copper with chlorine atoms, a process in which the chlorine atoms naturally form a lattice above the copper. But the team used only enough chlorine to cover five-sixths of the copper surface. The lattice therefore contained plenty of “vacancies”—spaces in which chlorine atoms could be present, but were not. Thanks to the bonds between the atoms, the lattice proved to be much more stable than the lone atoms used by IBM.

The team used pairs of one atom and one vacancy each to encode bits of information. They were able to write and rewrite the memory by sliding the atom within each pair back and forth. To do this, they used the probe of a scanning tunnelling microscope (STM), the same device IBM had used in their experiment 26 years earlier. Eight bits were arranged together to form one byte, which is enough to encode a single letter in the standard computer scheme used to represent text.
The pockmarked lattice was stable enough that the team was able to build 1,016 atomic bytes in an area that measured just 96 nanometres by 126 (an HIV virus, for comparison, is about 120nm across). That works out to an information density of 78 trillion bits per square centimetre, which is hundreds of times better than the current state of the art for computer hard drives.
The high density achieved by this kind of atomic storage could—some day—expand the memory capacity of phones, computers and data centres. But two further problems must be solved. It would help if the atoms could be made stable at room temperature. And, for now at least, the process is achingly slow. Dr Otte reports read and write speeds of 1-2 minutes per 64 bits. He reckons he could boost those speeds drastically, to about a million bits per second. But that is still thousands of times slower than modern hard drives.
Still, it is an impressive illustration of the advancing state of the art. And what did Dr Otte choose to inscribe on his atomic tablet? Naturally, two paragraphs of Feynman’s speech. Apparently, we can arrange the atoms the way we want.

Результаты (русский) 1:

Что делать, если «мы можем организовать атомы, как мы хотим; очень атомы, весь путь вниз»? Таким образом, спросил физик Ричард Фейнман в влиятельной 1959 Лекция под названием «есть много места на дне». Эта манипуляция будет означать, что информация, как и текст, можно записать с помощью атомов, сами. Фейнман предсказал, что весь «Encyclopædia Britannica» может быть записан на голове ПИН-кода.Три десятилетия спустя, группа ученых в IBM удалось именно это. Они были в состоянии написать имя фирмы, используя 35 атомов ксенона, отдыхая на листе никеля — первая демонстрация точного размещения атомной. Отдельные атомы, хотя, как правило, покачиваться вокруг. Они покачиваться менее при более низких температурах, так, чтобы держать атомы в месте, исследователи охладить их к - 269ºC, как раз 4ºС выше абсолютного нуля, холодную температуру физически возможно. Это было настолько дорогостоящим, что написание более трех букв не имеет смысла.Теперь команда исследователей во главе с Otte Сандера в университете Делфта, в Нидерландах, сделали лучше, потенциально проложить путь для крупномасштабного хранения на атомном уровне. Вместо трех букв им удалось сохранить весь абзац текста (около 1 килобайт данных). И память, которую они использовали стабильной, в более поздних экспериментах, при температурах - 196ºC. Это не может звучать особенно мягкий, но это может быть достигнуто с жидкостью азотом охлаждения, которая намного дешевле, чем жидкий гелий, используемый компанией IBM.Команда хранить информацию не писать письма с атомами, как IBM, но в двоичном коде. Они охватывают лист меди с атомами хлора, процесс, в котором атомы хлора, естественно, образуют решетку над меди. Но команда используется только достаточно хлора для покрытия пять шестых медной поверхности. Решетка поэтому содержится много «вакансии» — пробелы, в которых хлора атомы могут присутствовать, но не были. Благодаря связи между атомами решетки оказалась гораздо более стабильной, чем одинокий атомы, используемые компанией IBM.Группа использовала пары одного атома и одна вакансия для кодирования битов информации. Они имели возможность для записи и перезаписи памяти путем сползать атома внутри каждой пары взад и вперед. Для этого они использовали зонда скеннирования проходки туннелей микроскопов (STM), же устройство IBM использовали в их эксперименте 26 лет назад. Восемь битов были организованы вместе образуют один байт, который является достаточно, чтобы закодировать одну букву в стандартном компьютере схему, используемую для представления текста.Рябой решетка была достаточно стабильной, что команда была в состоянии построить 1,016 атомарных байт в области, которая измеряется только 96 нанометров 126 (вирус ВИЧ, для сравнения, это около 120Нм через). Это работает с информационной плотности 78 триллионов бит на квадратный сантиметр, который в сотни раз лучше, чем текущее состояние для жестких дисков.Может достичь такого рода атомного хранения высокой плотности — некоторый день — увеличить объем памяти телефонов, компьютеров и данных центров. Однако необходимо решить две дополнительные проблемы. Это поможет, если атомы можно было стабильным при комнатной температуре. И на данный момент по крайней мере, процесс болезненно медленным. Отчеты Dr Otte чтения и записи со скоростью 1-2 минуты на 64 бита. Он считает, что он может увеличить эти скорости резко, чтобы около миллиона бит в секунду. Но это еще тысячи раз медленнее, чем современных жестких дисков.Тем не менее это впечатляющий Иллюстрация наступающих состояние искусства. И что Dr Otte решили записаться на его атомной таблетки? Естественно два пункта Фейнмана речи. Видимо мы можем организовать атомы, как мы хотим.

Результаты (русский) 2:

Что делать , если "мы можем организовать атомы, как мы хотим; сами атомы, весь путь вниз "? Так спросил физик Ричард Фейнман в 1959 влиятельного лекции под названием "Там много места на дне". Эта манипуляция будет означать , что информация, как текст, могут быть написаны с использованием самих атомов. Фейнман предсказал , что вся "энциклопедический" может быть написано на булавочной головке.
Три десятилетия спустя, группа ученых в IBM удалось именно это. Они были в состоянии написать название фирмы , используя 35 атомов ксенона , покоящейся на листе никелевой первой демонстрации точного атомного размещения. Отдельные атомы, хотя, как правило, покачивать вокруг. Они покачиваются меньше при более низких температурах, так держать атомы в месте, исследователи охладили их -269ºC, просто 4ºC выше абсолютного нуля, самая низкая температура физически возможно. Это было настолько дорогостоящим , что написание более трех букв не имеет смысла.
Теперь команда исследователей во главе с Sander Отте в Техническом университете Делфта в Нидерландах, сделали лучше, потенциально прокладывая путь для крупномасштабного хранения на атомном уровень. Вместо трех букв, им удалось сохранить целый абзац текста (около 1 килобайта данных). И память они использовали оказалось стабильным, в последующих опытах, при температурах -196ºC. Это может показаться не особенно ароматным, но это может быть достигнуто при охлаждении жидким азотом, что значительно дешевле , чем жидкий гелий , используемый IBM.
Команда хранить свою информацию не писать письма с атомами, так же как и IBM, но в двоичном коде код. Они покрыты лист меди с атомами хлора, процесс , в котором атомы хлора естественным образом образуют решетку над медью. Но команда используется только достаточно хлора , чтобы покрыть пять шестых поверхности меди. Таким образом, решетка содержала много "вакансий" -пространств , в которых атомы хлора могут присутствовать, но не было. Благодаря связи между атомами, решетки оказались гораздо более стабильными , чем одиночек атомов , используемых IBM.

Команда использовала пары одного атома и одной вакансии для кодирования каждого бита информации. Они были в состоянии писать и переписывать память, сдвинув атом внутри каждой пары взад и вперед. Для этого они использовали зонд сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), то же устройство использовавшего IBM в своем опыте 26 лет назад. Восемь битов были расположены вместе , чтобы сформировать один байт, который достаточно для кодирования одной буквы в стандартной компьютерной схемы , используемой для представления текста.
Рябой решетка была достаточно стабильной , что команда смогла построить 1,016 атомные байты в области , которая измеряются только 96 нм на 126 (вирус ВИЧ, для сравнения, составляет около 120 нм в диаметре). Это вырабатывает информационной плотностью 78 триллионов бит на квадратный сантиметр, что в сотни раз лучше , чем нынешнее состояние техники для компьютерных жестких дисков.
Высокая плотность достигается за счет такого рода атомного хранения может-нибудь-расширить Объем памяти телефонов, компьютеров и центров обработки данных. Но еще две проблемы должны быть решены. Было бы полезно , если атомы могли быть стабильными при комнатной температуре. И, на данный момент , по крайней мере, процесс ноюще медленно. Д - р Отт сообщает скорость чтения и записи на 1-2 минуты на 64 бита. Он считает , что он может увеличить эти скорости резко, примерно миллион бит в секунду. Но это до сих пор тысячи раз медленнее , чем современные жесткие диски.
Тем не менее, это впечатляет иллюстрация наступающей состояния искусства. И что же доктор Отт решили начертать на своем атомном таблетки? Естественно, что два абзаца речи Фейнмана. По- видимому, мы можем организовать атомы, как мы хотим.