استفاده از صدای مهتابی در پیشرفت رایانش
به گزارش خبرگزاری سیناپرس و به نقل از آی‌ای، آیا می‌دانید خاصیتی که لامپ‌های فلورسنت را به صدا در می‌آورد می‌تواند نسل جدیدی از دستگاه‌های محاسباتی کارآمد را که ذخیره داده‌ها را به جای برق با میدان‌های مغناطیسی انجام می‌دهند، تأمین کند؟ این خاصیت، "مغناطوکشسانی"(magnetostriction) نامیده می‌شود.
مغناطوکشسانی یا مگنتواستریکشن به پدیده کُرنش مواد بر اثر اعمال میدان مغناطیسی می‌گویند که طی آن طول یا حجم ماده تغییر می‌کند. این پدیده نخستین بار در سال ۱۸۴۲ میلادی توسط "جیمز ژول" کشف شد. اساس این پدیده بر این واقعیت استوار است که حالت مغناطیسی یک بلور به فاصله بین اتم‌های مغناطیسی و یون‌هایش بستگی دارد و تغییر در وضعیت مغناطیسی با استفاده از میدان مغناطیسی، دما، تنش کشسان یا عوامل دیگر می‌تواند منجر به جابجایی اتم‌ها نسبت حالت تعادلشان شود.
اکنون گروهی از محققان به سرپرستی محققان دانشگاه "میشیگان" ماده‌ای تولید کرده‌اند که حداقل دو برابر مغناطوکشسان‌تر از سایر مواد در کلاس خود است. این ماده همچنین بسیار ارزان‌تر است و به طور بالقوه راه‌های جدیدی را برای رایانش یا محاسبات و حسگرهای مغناطیسی بهتر برای دستگاه‌های پزشکی و امنیتی باز می‌کند.
دستگاه‌های مگنتوالکتریک برای ذخیره صفر و یک‌های داده‌های باینری به جای برق از میدان‌های مغناطیسی استفاده می‌کنند و بنابراین به مانند تراشه‌های امروزی برای کار نیاز به جریان پایدار برق ندارند. این بدان معنی است که آنها به کسری از انرژی مورد نیاز تراشه‌های کنونی نیاز دارند که این ویژگی باعث می‌شود مصرف انرژی آنها بسیار کم باشد.
"جان هیرون" استاد علوم و مهندسی مواد دانشگاه "میشیگان" گفت: نکته کلیدی برای کارکرد دستگاه‌های مگنتوالکتریکی یافتن موادی است که خصوصیات الکتریکی و مغناطیسی آنها به هم پیوسته باشد و مگنتوکشسان بیشتر بدان معنی است که یک تراشه می‌تواند با انرژی کمتری همان کار تراشه‌های کنونی را انجام دهد.
گروه "هیرون" راهی را برای رسیدن به میزان بالایی از مگنتوکشسانی از آهن و گالیم ارزان قیمت در مقایسه با عناصر کمیاب زمین که معمولاً در تراشه‌ها استفاده می‌شوند، کشف کرده‌اند.
با این وجود این مطالعه هنوز راه زیادی در پیش دارد. به عنوان مثال دستگاه‌های مغناطیس‌الکتریکی یا همان مگنتوالکتریکی ساخته شده در این مطالعه به اندازه چندین میکرون هستند که برای استفاده در رایانش بسیار بزرگ هستند.
اما محققان در حال همکاری با شرکت "اینتل" برای کوچک کردن فناوری خود هستند.
"هیرون" می‌گوید: "اینتل" در مقیاس‌بندی فناوری‌ها و ساختن تراشه‌های بسیار کوچک عالی است. آنها بسیار در این پروژه سرمایه‌گذاری کرده‌اند و ما به طور منظم با آنها ملاقات می‌کنیم تا نظرات و ایده‌هایی را در مورد نحوه ارتقای این فناوری برای استفاده مفید در تراشه‌های رایانه‌ای که آنها "MESO" می‌نامند، دریافت کنیم.
اگرچه این فناوری احتمالا چند دهه با اجرایی شدن فاصله دارد، اما آزمایشگاه "هیرون" درخواست ثبت اختراع آن را داده است.
این تحقیق تنها تحقیق برای کارآمدتر کردن محاسبات نیست. دانشمندان برای افزایش کارایی و کاهش شدت انرژی محاسبات، از "اسپینترونیک"ها گرفته تا ابررساناها در حال کاوش و تلاش هستند و شاید به زودی یکی از این اختراعات مثمر ثمر واقع شود.
این مطالعه جدید در Nature Communication منتشر شده است.
منبع:ایسنا
