চুম্বক এবং লেজার পরীক্ষা থেকে আবিষ্কারগুলি শক্তি-দক্ষ ডেটা স্টোরেজের জন্য একটি বর হতে পারে।
"আমরা অপটোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়াগুলির পদার্থবিদ্যা অধ্যয়ন করতে চেয়েছিলাম," বলেছেন রাহুল জাঙ্গিদ, যিনি তার পিএইচডি অর্জনের সময় প্রকল্পের ডেটা বিশ্লেষণের নেতৃত্ব দিয়েছিলেন৷ ইউসি ডেভিসের সহযোগী অধ্যাপক রূপালী কুক্রেজার নির্দেশনায় পদার্থ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলে। "আপনি যখন খুব ছোট লেজার পালস দিয়ে একটি চৌম্বকীয় ডোমেনে আঘাত করেন তখন কী হয়?"
একটি ডোমেন হল একটি চুম্বকের মধ্যে একটি অঞ্চল যা উত্তর মেরু থেকে দক্ষিণ মেরুতে উল্টে যায়। এই বৈশিষ্ট্যটি ডেটা স্টোরেজের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন কম্পিউটার হার্ড ডিস্ক ড্রাইভে।
জাঙ্গিদ এবং তার সহকর্মীরা দেখতে পান যে যখন একটি চুম্বক একটি স্পন্দিত লেজার দ্বারা আঘাত করা হয়, তখন ফেরোম্যাগনেটিক স্তরের ডোমেন দেয়ালগুলি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 66 কিলোমিটার গতিতে চলে, যা পূর্বে চিন্তা করা গতি সীমার চেয়ে প্রায় 100 গুণ দ্রুত।
এই ধরনের গতিতে চলমান ডোমেনের দেয়ালগুলি নাটকীয়ভাবে প্রভাবিত করতে পারে যে কীভাবে ডেটা সংরক্ষণ এবং প্রক্রিয়া করা হয়, দ্রুততর, আরও স্থিতিশীল মেমরি প্রদান করে এবং স্পিনট্রনিক্স ডিভাইসগুলির শক্তি খরচ কমিয়ে দেয়, যেমন হার্ড ডিস্ক ড্রাইভ, যা স্টোর করার জন্য চৌম্বকীয় ধাতুর একাধিক স্তরের মধ্যে ইলেক্ট্রন স্পিন ব্যবহার করে, প্রক্রিয়া বা তথ্য প্রেরণ।
"কেউ ভাবেনি যে এই দেয়ালগুলি এত দ্রুত সরে যেতে পারে কারণ তাদের তাদের সীমাতে পৌঁছানোর কথা ছিল," জাঙ্গিদ বলেছিলেন। "এটা একেবারে কলা শোনাচ্ছে, কিন্তু এটা সত্যি।" ওয়াকার ব্রেকডাউন ঘটনার কারণে এটি "কলা", যা বলে যে ডোমেন দেয়ালগুলি কার্যকরভাবে ভেঙ্গে যাওয়ার আগে এবং নড়াচড়া বন্ধ করার আগে শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট গতিতে এতদূর ধাক্কা দেওয়া যেতে পারে। যাইহোক, এই গবেষণাটি প্রমাণ দেয় যে লেজারগুলি পূর্বে অজানা গতিতে ডোমেন দেয়ালগুলি চালাতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
বেশিরভাগ ব্যক্তিগত ডিভাইস যেমন ল্যাপটপ এবং সেল ফোন দ্রুত ফ্ল্যাশ ড্রাইভ ব্যবহার করে, ডেটা সেন্টারগুলি সস্তা, ধীর হার্ড ড্রাইভ ব্যবহার করে। যাইহোক, যখনই কিছু তথ্য প্রক্রিয়া করা হয় বা উল্টানো হয়, ড্রাইভগুলি কয়েলের মাধ্যমে তাপ সঞ্চালনের জন্য একটি চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে প্রচুর শক্তি পোড়ায়। যদি ড্রাইভগুলি চৌম্বকীয় স্তরগুলিতে লেজারের পালস ব্যবহার করতে পারে তবে ডিভাইসগুলি নিম্ন ভোল্টেজে কাজ করবে এবং বিট ফ্লিপিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি ব্যাপকভাবে হ্রাস পাবে।
বর্তমান অনুমানগুলি পরামর্শ দেয় যে আইসিটি 2030 সালের মধ্যে বিশ্বের শক্তির চাহিদার 21 শতাংশের জন্য দায়ী হবে, জলবায়ু পরিবর্তনে অবদান রাখবে, জাঙ্গিদ এবং সহ-লেখকরা "আল্ট্রাফাস্ট অপটিক্যাল এক্সিটেশনের অধীনে চরম ডোমেন ওয়াল ভেলোসিটিস" শিরোনামের একটি গবেষণাপত্রে একটি অনুসন্ধান তুলে ধরেছেন যা প্রকাশিত হয়েছিল। 19 ডিসেম্বর জার্নালে ফিজিক্যাল রিভিউ লেটারস। আবিষ্কারটি এমন এক সময়ে আসে যখন শক্তি-সাশ্রয়ী প্রযুক্তির অনুসন্ধান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
পরীক্ষাটি পরিচালনা করতে, জাঙ্গিদ এবং তার সহযোগীরা, যার মধ্যে ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির গবেষকরা; ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, সান দিয়েগো; ইউনিভার্সিটি অফ কলোরাডো, ইউনিভার্সিটি অফ কলোরাডো স্প্রিংস, এবং স্টকহোম ইউনিভার্সিটি ফ্রি ইলেক্ট্রন লেজার রেডিয়েশনের জন্য মাল্টিডিসিপ্লিনারি রিসার্চ ফ্যাসিলিটি ব্যবহার করেছে, ইতালির ট্রিয়েস্টে অবস্থিত একটি ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজার উৎস।
"ফ্রি ইলেক্ট্রন লেজার একটি পাগল সুবিধা," জাঙ্গিদ বলেন। "এটি একটি 2-মাইল-দীর্ঘ ভ্যাকুয়াম টিউব যেখানে আপনি মুষ্টিমেয় ইলেকট্রন নিয়ে যান, তাদের আলোর গতিতে ত্বরান্বিত করেন এবং অবশেষে এক্স-রে তৈরি করতে তাদের চারপাশে ঘুরান যাতে আপনি সতর্ক না হন, আপনার নমুনাকে বাষ্পীভূত করা যেতে পারে।একটি পয়সায় পৃথিবীতে যে সমস্ত সূর্যালোক পড়ে তা ফোকাস করে বলে মনে করুন- ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজারে আমাদের কতটা ফোটন ফ্লাক্স আছে।
ফার্মিতে, গ্রুপটি এক্স-রে ব্যবহার করে যখন কোবাল্ট, আয়রন এবং নিকেলের একাধিক স্তর সহ ন্যানোস্কেল চুম্বক ফেমটোসেকেন্ড ডাল দ্বারা উত্তেজিত হয় তখন কী ঘটে তা পরিমাপ করতে। একটি ফেমটোসেকেন্ডকে সেকেন্ডের 10 থেকে বিয়োগ পনেরতম বা এক সেকেন্ডের এক বিলিয়নতমের এক মিলিয়ন ভাগ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।
"মহাবিশ্বের যুগে যত দিন আছে তার চেয়ে এক সেকেন্ডে বেশি ফেমটোসেকেন্ড আছে," জাঙ্গিদ বলেন। "এগুলি খুব ছোট, অত্যন্ত দ্রুত পরিমাপ, এবং তাদের চারপাশে আপনার মাথা পেতে কঠিন।"
জাঙ্গিড ডেটা বিশ্লেষণ করছেন এবং দেখেছেন যে এই অতি দ্রুত লেজারের ডালগুলি ফেরোম্যাগনেটিক স্তরকে উত্তেজিত করে, যার ফলে ডোমেনের দেয়ালগুলি সরানো হয়। এই ডোমেন দেয়ালগুলি কত দ্রুত সরে যায় তার উপর ভিত্তি করে, সমীক্ষাটি পরামর্শ দেয় যে এই অতি দ্রুত লেজার পালসগুলি বর্তমানে ব্যবহৃত চৌম্বক ক্ষেত্র বা স্পিন-কারেন্ট ভিত্তিক পদ্ধতির চেয়ে প্রায় 1,000 গুণ দ্রুত তথ্যের সঞ্চিত বিটগুলি পরিবর্তন করতে পারে৷
কৌশলটি ব্যবহারিক থেকে অনেক দূরে কারণ বর্তমান লেজারগুলি প্রচুর শক্তি খরচ করে। যাইহোক, জাঙ্গিড বলেছেন যে লেজার ব্যবহার করে তথ্য চালানোর জন্য লেজার এবং সিডি প্লেয়ার ব্যবহার করে তথ্য সংরক্ষণ করতে কমপ্যাক্ট ডিস্ক দ্বারা ব্যবহৃত প্রক্রিয়াগুলি ভবিষ্যতে কাজ করতে পারে।
পরবর্তী পদক্ষেপগুলির মধ্যে রয়েছে মেকানিজমের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি অন্বেষণ করা যা পূর্বে পরিচিত সীমার উপরে অতি দ্রুত ডোমেন প্রাচীর গতির অনুমতি দেয়, সেইসাথে ডোমেন প্রাচীর গতির ইমেজিং। এই গবেষণাটি কুক্রেজার নেতৃত্বে ইউসি ডেভিসে অব্যাহত থাকবে। জাঙ্গিদ এখন ব্রুকহেভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে ন্যাশনাল সিনক্রোট্রন লাইট সোর্স 2-এ অনুরূপ গবেষণা পরিচালনা করছেন।
"আল্ট্রাফাস্ট ঘটনার অনেক দিক রয়েছে যা আমরা সবেমাত্র বুঝতে শুরু করেছি," জাঙ্গিদ বলেন। "আমি কিছু অসামান্য প্রশ্ন মোকাবেলা করতে আগ্রহী যা নিম্ন-শক্তি স্পিনট্রনিক্স, ডেটা স্টোরেজ এবং তথ্য প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে রূপান্তরমূলক অগ্রগতি আনলক করতে পারে।"
