Hogyan lehetne több mint százszorosára növelni egy Blu-ray lemez tárolási kapacitását? A válasz: növelni kell az adathordozók dimenzióinak számát.

A hagyományos DVD-k és Blu-ray korongok két dimenzióban tárolják az adatokat, persze ezen már sikerült javítani a többrétegű korongokkal, ahol az adattárolás három dimenzióban történik. James Chon, az ausztráliai Swinburne Egyetem kutatója szerint hiba lenne ennél a pontnál lecövekelni, ezért munkatársaival belépett a hipertérbe, két újabb dimenzióba - az íráshoz használt lézerfény hullámhosszába és polarizációjába kódolva az adatokat.

Ehhez "egyszerűen" csak egy olyan anyagra volt szükségük, ami képes ezeknek a többletinformációknak a tárolására. "Amikor Min Gu kollégám először felvetette az ötletet, fogalma sem volt, hogy létezik-e egyáltalán ilyen anyag" - mondta Chon.

"Szerencsére a nanorészecskék a szakterületem, így tudtam mi lenne a legalkalmasabb." Az ideális anyag különböző méretű és elrendezésű, aranyból készült rúd alakú nanorészecskékből áll össze. Amikor a polarizált fény ráirányul erre az anyagra, csak azokat a rudakat "olvasztja meg" és alakítja gömb alakúvá, melyek iránya megegyezik a polarizáció irányával.

"A polarizált fény csak a nanorudak egy részhalmazát 'látja' és ezekre rögzít adatot" - magyarázta Chon. "A polarizáció megváltoztatásával ugyanarra a kötetre írunk, mégis úgy tűnik, mintha egy teljesen új felvevő médiummal dolgoznánk"

Az arany nanorudak a lézer színére is érzékenyek. A különböző hullámhosszok különböző hosszúság-szélesség arányokban olvasztják meg a rudakat. "A fény polarizációi és színei számától függően számos különböző rögzítési csatornához jutunk" - mondta Chon, aki csapatával két polarizáció és három szín alkalmazásával demonstrálta a technikát. A kutatóknak ezekkel a paraméterekkel 140 gigabájt információt sikerült felvinniük a lemezterület minden egyes köbcentiméterére, ami egy DVD méretű korongnál 1,6 terabájt adatmennyiséget jelent. Ezzel szemben egy Blu-ray körülbelül 50 gigabájt tárolására képes. Egy újabb dimenzió hozzáadásával, ami egy újabb polarizáció alkalmazását jelenti, a fenti adat akár 7,2 terabájtra is felsrófolható.

Az új dimenziók az adatok titkosításának egy új módját is jelentik. "Akár tíz különböző sémát is tárolhatunk ugyanazon a lemezen, és csak az tudja a megfelelő sémát kiolvasni, aki ismeri a megfelelő hullámhosszt és polarizációt" - tette hozzá Chon.


18 sémát kódoltak ugyanarra a területre két lézerfény polarizáció és három különböző lézerhullámhossz alkalmazásával
Hisayuki Yamatsu, a japán Fejlett Optikai Rendszerek Laboratóriumának szakértője "egyedülállónak" és "rendkívül innovatívnak" nevezte a melbourne-i kutatók munkáját. "Egy új megközelítést mutattak be a jelenlegi optikai lemezeknél sokkal nagyobb rögzítési sűrűségeget megkövetelő optikai memória megvalósítására" - mondta Yamatsu, akit lenyűgözött a csapat adatolvasási módszere, amit egy nagy intenzitású, ugyanakkor alacsony energiájú lézer alkalmazásával érnek el. Az arany nanorudak sokkal hatékonyabban reagálnak az alacsony energiájú lézerekre, mint a gömbölyű nanorészecskék, ezért a kutatók egy alacsony energiájú lézerrel tapogatták le a felszínt, hogy lássák mely területek olvadtak meg és melyek nem, így olvasva ki az adatokat.

Az alacsony energiájú lézer alkalmazásának előnye, hogy kiolvasáskor nem keverednek össze a mélyebb rétegekből kinyert adatok a felszíni rétegekre rögzített adatokkal. "A többrétegű adatrögzítésnél létfontosságú a rétegek közötti áthallás csökkentése" - mondta Yamatsu.

Tom Milster, a tucsoni Arizona Egyetem optikai fizikusa is elismerését fejezte ki a technikával kapcsolatban, azonban úgy véli, az adatsűrűség miatt lassú lehet az adatok kiolvasásának sebessége. "Nagy rajongója vagyok az ausztrálok munkájának, ez azonban jelentős technikai akadályt jelenthet a számukra" - összegzett.

Yamatsu az íráshoz és olvasáshoz használható ultragyors, femtoszekundumos lézerektől tart leginkább, amik drágák és méretük sem elhanyagolható. "Egy kereskedelemben is megjelenő meghajtó-rendszerbe szinte teljes képtelenség egy femtoszekundumos lézer beültetése" - mondta, amivel Chon is egyetért. "A lézeres közösségen múlik, hogy sikerül-e egy gyakorlatiasabb megoldást találnunk" - mondta, hozzátéve, hogy az első prototípus korong öt éven belül készülhet el, maga a technológia pedig 2015 és 2025 között terjedhetne el. "Egyelőre legalább bebizonyítottuk, hogy rendelkezésünkre áll egy ötdimenziós optikára alkalmas anyag" - zárta beszámolóját.