Dzięki noblistom mniejszy dysk mieści więcej

Nazwiska laureatów nagrody Nobla 2007 w dziedzinie fizyki ogłoszono we wtorek, w Sztokholmie. Francuz Albert Fert i Niemiec Peter Gruenberg podzielą się nagrodą 10 mln koron szwedzkich (1,54 mln dolarów). Fert i Gruenberg odkryli efekt gigantycznego magnetooporu (GMR) niemal jednocześnie, choć niezależnie od siebie - w roku 1988.

Okazało się, że w pewnych warunkach bardzo słabym zmianom pola magnetycznego odpowiadają ogromne różnice w oporze elektrycznym. Odkrycie szybko znalazło zastosowanie w budowie stosowanych do przechowywania danych twardych dysków. Twardy dysk to okrągła, wirująca płyta pokryta materiałem magnetycznym (zwykle stosuje się cały zespół płyt). Namagnesowując w różny sposób jej poszczególne punkty, można zapisać informację w formie zer i jedynek. Im mniejszy jest pojedynczy ślad zapisu, tym więcej informacji można zapisać na dysku o takich samych wymiarach - ale też tym trudniej je odczytać.

Stosowane do tego maleńkie głowice unoszą się nad powierzchnią dysku na wysokości zaledwie 25 nanometrów, na poduszce powietrznej, która powstaje dzięki jego szybkiemu wirowaniu. W czasach, gdy największe, z trudem mieszczące się wewnątrz obudowy dyski stacjonarnych komputerów z trudem osiągały pojemność 1 gigabajta, wydawało się, że niewiele można w tej dziedzinie poprawić.

Tymczasem odkrycie tegorocznych noblistów zmieniło diametralnie sytuację. Wcześniej stosowano do odczytywania danych o polu magnetycznym cewki, które poruszając się w polu magnetycznym wytwarzały słaby prąd. Okazało się jednak, że pole magnetyczne może ogromnie zmieniać opór elektryczny głowicy odczytującej, jeśli jest zbudowana z kilku warstw różnych materiałów o grubości zaledwie kilku-, kilkunastu atomów. Pole magnetyczne sprawia, że elektrony o określonym spinie (niełatwa do wytłumaczenia właściwość elektronów) poruszają się z trudem, co oznacza, że rośnie opór elektryczny.

Głowice odczytujące GMR można uznać za jedno z pierwszych zastosowań nanotechnologii. Oprócz twardych dysków technikę zastosowano również w nowej generacji czujników pola magnetycznego. Dyski twarde z głowicami GMR pojawiły się na rynku w roku 1997. Dzisiaj jest to dominująca technologia, wykorzystywana nie tylko w komputerach stacjonarnych i przenośnych, ale i w konsolach do gier, kamerach, nagrywarkach rejestrujących setki godzin programu telewizyjnego czy kieszonkowych odtwarzaczach muzycznych mieszczących tysiące piosenek. Gdyby nie wielka liczba bardzo pojemnych dysków, nie mogłyby także działać internetowe wyszukiwarki.(PAP)