Обычные диски DVD и Blu-ray хранят информацию на манер виниловой грампластинки, на двумерной дорожке, с той лишь разницей, что использование более коротковолнового лазера позволяет в Blu-ray упаковать ее плотнее. Разработчики также трудятся над аналогичными системами, использующими для записи и чтения несколько слоев, в разы увеличивая емкость диска. Но стоит ли на этом останавливаться?
Работающий в Мельбурне исследователь Джеймс Чон (James Chon) считает – не стоит. Вместе с коллегами он предлагает использовать более сложную лазерную систему для того, чтобы добавить дискам новые измерения для хранения и чтения данных, тем самым повышая емкость накопителя сразу во много десятков раз. Система, использующая целый набор различных длин волн и направлений поляризации лазерного луча, сама по себе не так сложна. Главная загвоздка – в материале носителя, способного служить ей достойной парой.
После некоторых колебаний авторы идеи решили использовать для этой цели золотые наностержни различных размеров и разной ориентации. На такой поверхности, например, запись данных выглядит следующим образом: когда лазерный луч определенной поляризации падает на них, он подплавляет лишь те наностержни, направление которых совпадает с направлением поляризации, на остальных никакого следа не остается, как будто лазер их «не видит». Затем можно поменять поляризацию – и работать с наностержнями другой ориентации. В результате на одном и том же участке носителя можно закодировать несколько совершенно независимых наборов данных.
Аналогичным образом, золотые наностержни чувствительны и к длине волны лазерного луча: луч определенной длины волны лучше всего воздействует на наностержни с определенным соотношением длины к диаметру. Это добавляет еще «новые измерения». В зависимости от числа использованных направлений поляризации и длин волн на одном и том же участке становится возможным кодировать уже множество параллельных массивов данных. Для чтения достаточно использовать те же поляризации и длины волн лазерного луча, только меньшей интенсивности, который бы не плавил наностержни.
Авторы идеи создали прототип подобной системы, используя два альтернативных направления поляризации и три различных длины волны, и сумели «упаковать» 140 Гб информации в 1 см3 носителя. Расчет показывает, что уже при этой плотности диск размерами со стандартный DVD может хранить около 1,6 Тб данных. Ну а если добавить сюда еще одно-единственное направление поляризации, это число возрастет до 7,2 Тб.