Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 28 reacties
Submitter: flabber

Onderzoekers aan de Radboud Universiteit hebben aangetoond dat het in de toekomst mogelijk moet zijn de spins in ijzeratomen zo aan te passen met licht, dat de magnetische polen omgedraaid kunnen worden. Als dat gecontroleerd lukt, scheelt dat warmteproductie bij magnetische opslag.

Radboud Universiteit Nijmegen logoDe ontdekking is gedaan door dezelfde groep onderzoekers die in 2007 al aantoonden dat snelle laserlichtpulsen magneten kunnen ompolen door zeer lokale, tijdelijke verhitting. Johan Mentink, een van de auteurs van het nieuwe artikel dat woensdag in Nature Communications verscheen, vertelt dat het toen gebruikte materiaal eigenlijk niet uit één maar uit twee magneten bestond: een legering van gadolinium-ijzer-kobalt. Gadolinium is dan het ene magnetisch materiaal en de ijzer-kobalt-legering het andere.

"Normaal zijn die materialen zo sterk verbonden, dat je ze als een magneet kunt zien. Met de laserpuls konden de materialen in de 'war' gebracht worden. De interne krachten in de magneet zorgen er vervolgens voor dat het systeem een nieuwe grondtoestand bereikt door zichzelf om te polen. Toen dachten we: kunnen we niet direct deze interne krachten aanspreken, dan is opwarmen overbodig."

Dat laatste lijkt dus inderdaad te kunnen: rechtstreeks met licht de interne krachten, de zogenaamde kwantummechanische exchange-interacties die verantwoordelijk zijn voor het magnetisme zelf, veranderen. Er worden nog steeds laserpulsen gebruikt, maar die verhitten het nu gebruikte materiaal voor het onderzoek niet, omdat dit transparante materiaal, ijzeroxide, de laser niet absorbeert en daarom het niet opwarmt. "We hebben nu met licht een handvat gekregen om die exchange-interactie of die krachten die de oorsprong zijn van het magnetisme, rechtstreeks te beïnvloeden. Wat we in de toekomst willen doen, is die krachten zoveel veranderen dat de magneet helemaal in de war raakt, waardoor net als bij het snel verwarmen, ompolen mogelijk wordt", zegt Mentink.

Een van de redenen die Mentink aanhaalt waar het fundamentele onderzoek mogelijk ooit praktisch nut kan vinden, is bij magnetische opslag. Mentink: "Er is nu al aangetoond dat het schakelen met flash meer energie kost dan het schakelen met licht. Als je uit zou rekenen hoeveel het schrijven van 1 bit kost aan energie, zou dat voor laser-geïnduceerd schakelen al minder zijn dan wat flash nu kost. Nu is het ongeveer 1 nanojoule per bit bij flash. Bij ons zou het zelfs maar 10 femtojoule kosten, al zitten er heel grote kanttekeningen aan: bij flash draait niks rond en in een harde schijf wel. Een huidige harde schijf kost tussen de 10 en 100 nanojoule per bit."

Toch wordt er al langer onderzoek gedaan naar andere manieren van magnetisme beïnvloeden in harde schijven. Mentink vertelt dat Seagate al een tijd bezig is met heat assisted magnetic recording. Daarbij wordt een laserpuls gebruikt om het materiaal te verwarmen en het schrijven met een extern magneetveld makkelijker te maken. "Wij zeggen dan: we hebben alleen een laserpuls nodig op de schrijfkop en geen klein spoeltje."

Met het steeds groter maken van de oppervlaktedichtheid van harde schijven loopt de huidige technologie tegen de zogenaamde superparamagnetische limiet aan, waardoor een steeds groter magneetveld nodig is. "Als je dan zou schakelen met een fundamenteel andere techniek, zoals in ons geval met de laser, zijn er helemaal geen warmte en magneetveld meer nodig."

ijzeroxidekristalIJzeroxidekristal waarin rood de spins van ijzer-ionen aangeeft en blauw de spins van zuurstof-ionen. Groen zijn de elektronen in hun baan die verantwoordelijk zijn voor de exchange-interactie. Zij houden de ijzerspins in hun positie gevangen. Een lichtpuls verbreekt de elektronenbanen, waardoor spins bewegelijk worden.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (28)

Interessant deze techniek, maar wat ik mij als leek afvraag; heeft het nog wel nut? Gaan we niet langzaam naar een fase waarin ouderwetse harde schijven (met of zonder laser-opslag) uitgefaseerd worden, omdat flash geheugen veel sneller is en hogere datadichtheden kan bereiken? Of kan dit ook bij flash geheugen worden gebruikt. Dat is me niet helemaal duidelijk geworden in dit artikel.
Magnetische opslag wordt niet alleen gebruikt in HDDs. Magnetoresistive random-access memory is bijvoorbeeld een veelbelovende techniek voor snelle magnetische opslag met de voordelen van zowel flash als RAM. Hier zou dit onderzoek wellicht goed gebruikt kunnen worden.
Fundamenteel natuurkundig onderzoek heeft altijd nut. Ook al is het niet praktisch toepasbaar, dan weet je dat "iets op een bepaalde manier werkt" en dan hoeven anderen dat onderzoek niet meer te doen.

De meeste baanbrekende ontdekkingen worden bij toeval gedaan sowieso :)
Fundamenteel natuurkundig onderzoek heeft altijd nut. Ook al is het niet praktisch toepasbaar, dan weet je dat "iets op een bepaalde manier werkt" en dan hoeven anderen dat onderzoek niet meer te doen.
Nog belangrijker: toepassingen kunnen later altijd nog gevonden worden, dus dan is het noodzakelijk dat het natuurkundig fenomeen al bekend is.
Wetenschappelijk onderzoek heeft altijd nut, ook wanneer we voor de techniek nog geen toepassing hebben.
Wat hiervoor wordt gezegd: fundamenteel onderzoek dient altijd een doel. Als niet nu, dan wel over 10 jaar. Standing on the shoulders of giants.

En verder: als je door progressie van techniek er voor kunt zorgen dat die nu 'ouderwetse' harde schijven weer wél een competitive edge hebben (zij het datadichtheid, zij het snelheid, misschien wel stabiliteit) ben je natuurlijk ook binnen.

[Reactie gewijzigd door MTDjassen op 17 september 2015 16:56]

Denk eens aan dataretentie. HDD hebben dan toch nog een voordeel.
An SSD is not a good option for long-term storage.
http://www.makeuseof.com/...-your-storage-media-last/

[Reactie gewijzigd door Synthiman op 17 september 2015 17:10]

Dat geld alleen bij het bewaren van data zonder stroom. Daar zijn goedkopere en betere oplossingen op bedacht zoals tapes.
HDD's hebben als enige nut dat ze goedkoper zijn per GB vergeleken met een SSD.
Daar zijn goedkopere en betere oplossingen op bedacht zoals tapes.
Hier heb ik 3 2TB externe schijven staan. Deze wil ik graag voorzien van een backup. Ik heb indertijd ca 90 Euro per schijf (met behuizing) betaald. Graag vernam ik van jou welke goedkopere oplossing(en) er zijn om deze te backuppen. Links graag.

Toevoeging: Het gaat mij hier om de volgende stelling:
Gaan we niet langzaam naar een fase waarin ouderwetse harde schijven (met of zonder laser-opslag) uitgefaseerd worden, omdat flash geheugen veel sneller is en hogere datadichtheden kan bereiken?
SSD's zijn zeker leuk qua snelheid, echter een harde schijf is qua dataretentie duidelijk heer en meester. Derhalve voorzie ik ook dat conventionele harde schijven voorlopig nog niet uitgefaseerd worden, daar velen, zoals ikzelf, vertrouwen op dit soort schijven als backup, maar ook gewoon als data schijf. Een SSD als bootschijf, data die afentoe gebruikt wordt, op een conventionele HDD.

[Reactie gewijzigd door Synthiman op 17 september 2015 19:27]

Eerste hit op google voor "buy LTO tape":

"LTO6 Tape has a storage capacity of 2.5 TB uncompressed..."
En daaronder kost een LTO6 tape tussen de 30 en 35 dollar per stuk.

In het meest pessimistische geval doet de datacompressie niks, dan nog heb je storage die 1/3 kost van je harddisk, veel hogere betrouwbaarheid en ook betere throughput.

(Ik heb nog ooit software voor een LTO-3 systeempje gebouwd, daar moest al een flinke stripe RAID in om de datadoorvoer van >100 MB/s bij te kunnen houden. LTO6 is weer generaties sneller en groter)
Bedankt voor de tip. Heb je ook een tip voor benodigde hardware en eventueel software? Ik heb zelf gezocht op tapestreamers maar vond niets interessant. Ik kreeg het idee dat die techniek uitgestorven was.

Toevoeging:

Tapeprijs is zeker interessant, echter daar heb je uiteraard ook hardware bij nodig en helaas zie ik alleen maar vrij prijzige apparatuur.

Vooralsnog heb ik de indruk dat aanschaf van een extra HDD voor backup nog altijd flink goedkoper is. Niet echt de veiligste optie, maar beter dan niks.
Online backup van Amazon lijkt interessant, kost maar 60$ per jaar voor onbeperkte opslagcapaciteit. Echter, je hebt een creditcard nodig. Ik heb ze hierover benaderd en ze gaan andere betaalopties overwegen. (Paypal bijv.). Ander probleem waar ik tegenaan loop: upload is erg traag, 2 TB backuppen gaat zéér lang duren.
Dit komt o.a door mijn beperkte uploadsnelheid, maar zelfs als ik overstap naar glasvezel, zal ik nog altijd afhankelijk zijn van de serversnelheid. Hoelang 2 TB uploaden dan duurt weet ik niet....

[Reactie gewijzigd door Synthiman op 18 september 2015 16:57]

Tja, de keerzijde van tape is dat de drives schrikbarend duur zijn, een enkele streamer kost snel een paar duizend euro. Je moet dus wel heel veel data willen backuppen wil dat rendabel zijn. 't Blijft een markt voor de grootverbruikers en niet voor de consument die alleen maar de filmpjes van de kinderen wil veiligstellen.
Als je een tweedehands drive op de kop kunt tikken tijdens een renovatieproject ofzo, kan dat zeker de moeite waard zijn. Qua software hoef je niets aan te schaffen, Linux heeft daar standaard prima support voor, en zelfs Windows heeft volgens mij nog steeds de benodigde drivers en applicatiesoftware aan boord.

Online backup lijkt me echt een reteslecht idee, je bent overgeleverd aan de genade van die partij. Als ze je data kwijtraken, of als je pikante foto's spontaan op allerlei sites opduiken, krijg je vast die 60 dollar weer terug... Ik zou mijn data sowieso encrypten voor ik 't aan zo'n dienst zou toevertrouwen.

Ik backup gewoon op de "local cloud".
Voorlopig blijft de draaiende HDD nog wel actueel, want een 3TB SSD is voor de consument nog onbetaalbaar. Bovendien is het zeer waarschijnlijk, dat met deze lasertechniek een nog grotere data-dichtheid op de platters bereikt kan worden. Met de oude manier, opwarming, moest men rekening houden met naastliggende bits en tracks, dat is met deze techniek minder nodig. Ik ben benieuwd hoe men dit gaat inzetten.
Ik ken magneto-optical opslag met speciale schijven van vroeger. Wat maakt deze beter tegenover magneto-optical techniek? Ook schrijven met licht?

Even teruglezen op internet is inderdaad ook met licht schrijven en lezen. De nieuwe ontdekking maakt dit keer geen gebruik van verhitting, terwijl oude techniek dat wel moet hebben. De oude techniek is ook trager door extra controles na verhitting en meerdere stappen bij schijven.

Wij kennen Mini-Disc ook als MO schijf :) Het is alleen wel lang geleden. Goede bewaartijd nog wel, dus sommige mensen maken er nog gebruik van tegenwoordig. Omdat koppen de schijf niet aanraken is het veilig voor gebruik.
En wat te denken van het magnetisch versnellen maar ook heel hard kunnen remmen wellicht een techniek welke later vertaald kan worden naar een deeltjes versneller
Misschien in de toekomst een soort van perpetuum mobile van maken. Een motor/dynamo met magneten die door opgewekte energie een laser van stroom voorziet en vervolgens de magneten om poolt zodat de motor draait..... _/-\o_
Jammer genoeg zul je waarschijnlijk tegen dezelfde problemen aanlopen als elke andere perpetuum mobile: frictie en soortgelijke krachten zullen toch energie omzetten in hitte en/of geluid.

https://en.wikipedia.org/...ual_motion#Classification
Van de 3 types zijn type 1 en 2 onmogelijk vanwege respectievelijk de 1e en 2e wet van thermodynamica.
Type 3 is "theoretisch" niet onmogelijk, maar dan zou je in dit geval nog de frictieloze, 100% efficiente dynamo moeten uitvinden.

En als je dat lukt, mag je de rest van dit artikel vergeten en het vlug patenteren: dat is miljarden waard. :P
Miljarden? Een noniljoen eerder :D
Het eerste wat mijn gedachten opkwam, toen ik alleen het eerste deel van de kop boven het artikel zag, is een sprong vooruit met toepassing in ruimtevaartechniek.. Door het omkeren van de magnetische polen minder energie nodig hebben om te kunnen lanceren!

Maar dat zal wel een stap te ver zijn..
Als je iets binnen quotes zet moet je het ook quoten. De titel is niet "magneetveld met zonder verhitting" o.i.d., maar "magneetveld met licht zonder verhitting".

Als je willekeurig woorden weg gaat laten zullen de meeste dingen niet meer kloppen. ;)

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True