Хранение информации

Слева: IBM 3380 Disk Systems, стоимость $1 000 000, вес 2 тонны.
Справа: MicroSD, стоимость $50, вес 1 грамм.

Copernicum или Коперний имеет атомное число 112. Это означает, что ядро этого элемента состоит из 112 протонов. По молекулярной массе этот элемент в 277 раз тяжелее водорода. В Союзе говорят, что Коперний – это самый тяжелый элемент из всех официально названных.

Подобное название было предложено командой немецких физиков из Университета им Гельмгольца под руководством Зигурда Хоффмана. Документ, говорящий о названии нового элемента был опубликован 19 февраля – в день рождения Николая Коперника (1473 – 1543 годы). При жизни Коперник выдвинул идею о гелиоцентрической системе, то есть системе, где центральную функцию играет Солнце, а не Земля. Новый элемент получил символ Cn. Изначально немецкие физики планировали дать символ Cp, но из-за конфликта с другими аббревиатурами были вынуждены изменить символику.

Первый экспериментальный атом 112-го элемента был создан в ускорителе тяжелых частиц еще в 1996 году, однако на практике воссоздать второй атом удалось лишь в 2002 году. Создан новый элемент был путем электрической зарядки ионов цинка и свинца и ускорении их в 120-метровом ускорителе частиц. “Ядра цинка и свинца объединяются в процессе ядерной реакции в принципиально новый элемент с атомным числом 112. Фактически новый элемент это сумма цинка и свинца, первый из которых имеет 30-е атомное число, а второй – 82-е”, – рассказывает ученый.

Внутри атома нового элемента находится группа нейтронов и 112 электронов, движущихся по своим орбитам.

С 1981 года в ускорителе элементарных частиц GSI были созданы 6 новых элементов с атомным числом от 107 до 112, официально пока были признаны элементы со 107 по 111.

Тем временем российским физикам из Лаборатории ядерных реакций им. Флерова, расположенной в подмосковной Дубне при Объединенном институте ядерных исследований, в сотрудничестве с коллегами из Национальной лаборатории им. Лоренца в Ливерморе (штат Калифорния, США) удалось синтезировать 118-й химический элемент периодической таблицы химическим элементов им. Менделеева.

Ученые говорят, что полученный элемент является самым тяжелым из всех существующих обнаруженных людьми химическими элементами во Вселенной.

118-й элемент был получен путем слияния атомов химических элементов калифорния (98-й элемент в таблице Менделеева) и кальция (20-й элемент в таблице Менделеева).

Химики подчеркивают, что элемент не удастся обнаружить на нашей планете или в Солнечной системе, а также во всех близлежащих галактиках, как как он крайне нестабилен и обнаружить его обычными физическими и химическими методами невозможно.

Стоит отметить, что синтез 118-го элемента был на всем протяжении его создания был несколько раз омрачен. Впервые о существовании элемента, обладающего целыми 118 электронами и одном атоме, вращающимися вокруг центра атома, и рекордной атомной массой в 293 аем было заявлено в 1999 году в вышеупомянутой лаборатории им Лоренца, однако когда ученые взялись повторять ранее достигнутые результаты, то их усилия ничем не завершились и опыт был признан неудачным.

В 2000, 2001 годах в Японии, Германии и ряде других стран ученые детально расписали существование и синтез данного элемента в теории, однако на практике создать его так и не получилось. Затем в 2003 году в известном американском университете Беркли заявили, что наконец-то синтезировали данный элемент, однако вскоре выяснилось, что данное заявление – фальсификация. 

В теории, 118-й элемент был назван Унуноктием или эка-радоном. Временное обозначение элемента — Uuo.

По словам специалистов, значение работ по синтезу сверхтяжелых элементов заключается в том, что оно реально доказывает: периодическая таблица не заканчивается трансурановыми элементами. А по мере того как мы идем ко все более тяжелым элементам, время их жизни резко уменьшается. Если уран, 92-й номер в таблице, живет миллиард лет, то 112-й элемент живет 240 микросекунд. Но теория предсказывает, что если пойти еще дальше, ко все более тяжелым элементам, время их жизни начнет опять возрастать. Так, время жизни 116-го элемента уже 50 миллисекунд. По меркам микромира, это просто фантастически долго.

Однако важен не столько даже сам факт синтеза, в какой-то мере все 18 трансурановых элементов – творение рук человеческих, а практические следствия проводимых экспериментов, которые могут оказаться самыми фантастическими. Например, если критическая масса урана составляет около 20 кг, то критическая масса сверхтяжелых элементов может быть всего несколько миллиграммов. Впрочем, все это пока только научная фантастика.

Когда эта идея будет воплощена в жизнь (и будет ли вообще) не известно, но сама идея имеет право на жизнь.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить её

Транзистор

Группа ученых из нескольких университетов создала первый транзистор, состоящий всего из одной молекулы. В разработке были заняты специалисты из Йельского университета в США и инженеры из Корейского технологического университета города Ганжу. Результаты своих исследований они опубликовали в последнем номере журнала Nature.

Ученые показали, что молекула бензола, помещенная на золотой контакт, может вести себя в точности как кремниевый транзистор. В рамках опыта ученым удалось манипулировать различными энергетическими состояниями единой молекулы за счет изменения объемов электрического напряжения, подаваемого на золотой контакт. В зависимости от того, какой объем тока проходил через молекулу, менялись и ее состояния.

“Это как поднимать шар в гору и спускать с нее. Только в нашем случае шар представляет собой электрическое состояние, а сама молекула – гору. В процессе опытов нам удалось установить идеальные размеры “горы”, а также установить минимально необходимые параметры электрического тока, проходящего через молекулу-транзистор”, – говорит Марк Рид, профессор из Института прикладных наук при Йельском университете.

Новая работа ученых базируется на разработках профессора Рида 19-летней давности, когда ему одному из первых в мире удалось управлять при помощи различных манипуляторов одной единственной молекулой. После этого, местным ученым и их корейским коллегам-физикам удалось не только управлять молекулами, но и “видеть”, что происходит внутри них.

“Тот факт, что нам удалось управлять электрическими контактами в таких крошечных масштабах, вплоть до индивидуальной молекулы вещества, говорит о том, что подобные разработки в будущем будут востребованы в промышленности и электронике. Сфер применения у молекулярных транзисторов великое множество – от использования в нанолекарствах, до применения в микропроцессорах будущего”, – говорит Рид.

Ученые отмечают, что работа с молекулярными транзисторами значительно отличается от работы с обычными транзисторами, так как даже современные транзисторы в десятки или даже сотни раз больше молекул. Тем не менее, все современные инженеры сходятся во мнении, что будущее электроники именно в “молекулярном компьютинге”.

“Мы сейчас работаем над новым поколением интегральных схем, в которых будут задействованы молекулярные транзисторы. Возможно, такие работы займут несколько лет, но они уже ведутся”, – рассказывает профессор Рид.

По словам разработчиков, новый метод позволяет создавать память сверхвысокой плотности, что может быть выгодным для портативных камер, ноутбуков и плееров. Наиболее ценно в созданной технологии то, что она полностью базируется на материалах, уже применяемых в современной схемотехнике. “Такой подход открывает дверь к недорогим и чрезвычайно емким решениям для хранения данных”, – говорит один из разработчиков технологии Майкл Козицки.

Он рассказывает, что ключевое преимущество ионной памяти в двух моментах: во-первых, размер ячейки тут существенно меньше, чем в используемых на сегодня модулях, а во-вторых, новые модули позволяют создавать “слоеную” память, когда слои, запоминающие какие-либо данные расположены в ярусах друг над другом. Таким образом, на едином чипе могут быть десятки или даже сотни индивидуальных слоев.

Разработчики подчеркивают, что их изыскания – это не концептуальный проект, а реально существующая разработка, которую можно при наличии финансирования и небольших доработок вывести на рынок.

“Это значительное достижение, так как технология, находившаяся в разработке более двух лет, представляет собой новый тип памяти, способный заменить флеш-чипы на новые решения на основе самых обычных компонентов. Мы несколько изменили технику производства, добавили новые компоненты, но основа осталась прежней – кремний”, – говорит Козицки.

По словам разработчика, их память снимает некоторые существенные ограничения, присутствующие в сегодняшних образцах.  Во-первых, чипы хранят больше данных на меньшем объеме, во-вторых, стоимость хранения одного гигабайта данных здесь рекордно мала, в-третьих, в перспективе чипы можно будет применять как единое устройство памяти компьютера, объединив здесь возможности жестких дисков и оперативной памяти.

Единственным недостатком памяти является ее сложная техническая организация – каждая ячейка тут должна обладать элементом для хранения данных и микроустройством для доступа к информации. Такая организация позволяет индивидуально работать с каждой ячейкой памяти. Кроме того, новые чипы памяти хоть и применяют кремний, но не как единую подложку, на которой размещены ячейки, а как трехмерную структуру для размещения ячеек внутри. Такая организация требует наличия дополнительных слоев в модуле.

“Вместо того, чтобы размещать по одному транзистору на ячейку, у нас создаются индивидуальные ячейки со встроенными диодами для контроля доступа, только так мы сможем создать модуль из нескольких слоев”, – говорит инженер.

Первая информация о Pine View была представлена на осеннем форуме IDC 2009. Тогда инженеры Intel сообщили, что новые Atom будут включать в себя встроенную графику, а кроме того, некоторые процессоры этого семейства станут двухъядерными. Сегодня эти сведения официально подтвердились, а помимо этого Intel сообщила, что первые продукты на базе новых процессоров появятся для показа в начале января на выставке CES 2010 в Лас-Вегасе.

Аналитики говорят, что новые процессоры чипмейкер выпускает как нельзя более кстати, ввиду того, значительное восстановление компьютерного рынка ожидается именно в 2010 году, причем большим спросом будут пользоваться именно нетбуки и ноутбуки. Таким образом, новые процессоры имеют неплохие шансы стать хитом первой половины 2010 года.

Существенным преимуществом новинок являются их встроенные графические возможности, что позволяет некоторые модели нетбуков поставлять без дискретных графических карт. На практике это избавляет машины от дополнительного компонента, потребляющего электричество, занимающего места в корпусе и выделяющего довольно много тепловой энергии. Основной конкурент Intel, компания AMD, планирует представить конкурентов чипам Atom лишь в 2011 году. Сейчас проектируемые чипы известны как Lliano.

Сейчас Intel презентовала три различных Atom Pine View – N450, D510 И D410, все процессоры работают на частоте 1,66 ГГц и взаимодействуют с памятью DDR2-667/800. Однако D510 имеет те самые два ядра на одном кристалле, плюс к тому он имеет 1 мегабайт кеш-памяти против 512 килобайт кеш-памяти у двух других моделей. Оборотной стороной таких функций является потребление процессора на уровне 13 ватт, против 5,5 ватт у N450 и 10 ватт у D410.

Как говорят в Intel N450 предназначен для нетбуков, тогда как D510 и D410 больше ориентированы на настольные компьютеры начального уровня, так называемые неттопы. Многие эксперты слабо верят в то, то новые Atom будут применяться в настольной сфере, особенно с учетом того, что большая часть подобных решений сделана под Windows 7, которой мощности Pine View будет маловато. Единственный сегмент, где настольные процессоры, скорее всего, найдут применение – это специализированные тонкие ПК для пользователей, которым критичен размер корпуса компьютера.

Кроме того, возникает и вопрос относительно дальнейшей судьбы мобильных графических чипов, наподобие Nvidia ION. Зачем покупать отдельную видеокарту, если графическое решение уже встроено в центральный процессор? В Nvidia говорят, что их графика все же на порядок мощнее встроенных решений Intel, и тем кто хотел бы применять нетбук для работы с видео и мультимедиа все же лучше обзавестись отдельной картой, используя связку Atom CPU+Nvidia GPU.

В Intel отмечают, что сокращение числа чипов внутри нетбука позволит сократить его потребление на 15-20% и почти вполовину сократить его тепловыделение.