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Millipede

La frase “è una tecnologia di punta” non è mai stata utilizzata in modo più appropriato di così. Una nuova invenzione è stata concepita dal professor Gerd Binning, scienziato che nel 1986 vinse il premio Nobel per la fisica congiuntamente a Heinrich Rohrer per il suo lavoro sul microscopio STM (Scanning Tunnel Microscopy), quell’apparecchio che permette non solo di intravedere oggetti di dimensione atomica ma addirittura di manipolarli. Oggi Gerd Binning lavora per IBM e ha messo a punto un miglioramento di quella tecnologia chiamata AFM (Atomic Force Microscopy); e poiché oggi sembra inaccettabile la ricerca pura senza immediate ricadute tecnologiche, altri ricercatori IBM (questa volta californiani, dello Almaden Research Center a San Josè) hanno presentato un prototipo di dispositivo innovativo per la memorizzazione di massa, sviluppato grazie ad AFM,nel giugno scorso.
La memoria di massa è un componente indispensabile per qualsiasi dispositivo digitale: computer, telefono cellulare, macchina fotografica digitale che sia. Lo scopo è di conservare grandi quantità di informazioni e anche a dispositivo spento -- rispettivamente programmi e dati, numeri telefonici e fotografie nei tre casi che abbiamo appena citato come esempi. Oggi esistono in commercio due tipi di memoria di massa: i dischi rigidi e le memorie flash. I primi hanno parti in movimento e sono relativamente ingombranti ma molto capienti; le seconde consumano meno elettricità per funzionare e possono venire costruite in dimensioni paragonabili all’unghia di un mignolo, però hanno capacità modeste. Un moderno disco rigido è grande come due pacchetti di sigarette e memorizza sino a 180 GB (miliardi di caratteri di informazione), mentre una moderna flash memory grande quanto un francobollo -- come quella che probabilmente trovate al centro della vostra carta di credito o della scheda SIM di un cellulare -- è limitata a 32 kB (migliaia di caratteri).
Il dispositivo Millipede di IBM è costituito da molti piccolissimi aghi (mille nel prototipo attuale) che vengono scaldati sino a quattrocento gradi per punzecchiare una pellicola ultrasottile: scaldata questa si deforma e memorizza così informazione. Se gli aghi vengono scaldati a “soli” trecento gradi sono in grado di rileggere i dati impressi in precedenza e se la pellicola viene scaldata uniformemente si rilassa e si cancella. Durante la lettura, spiega lo stesso Binning in un comunicato, “in effetti si misura il raffreddamento: se la punta dell’ago tocca la pellicola fuori da un pozzetto ci sarà minore dispersione di calore. Quando la punta penetra il pozzetto invece il trasporto di calore è più efficiente”.
In sé, l’idea non è poi tanto diversa da quella utilizzata nei vecchi dischi di vinile a 33 giri: si memorizzano informazioni utilizzando incisioni in una plastica (qui si tratta di singole fossette, ciascuna delle quali memorizza un bit, mentre i dischi erano caratterizzati da un microsolco continuo che si snodava a spirale sul disco). La stupefacente novità sta nella miniaturizzazione degli aghi ottenuta attraverso la AFM: la punta di questi dispositivi misura solo quattro nanometri (milionesimi di millimetro). Per rendersi conto di quanto sia grande la miniaturizzazione basta pensare che un nanometro equivale alla larghezza di soli dieci atomi. Tutto l’ago compresa la levetta che lo sposta sino a colpire la pellicola ha una lunghezza di dieci micrometri (millesimi di millimetro). Risultato: oggi il prototipo di Millipede registra informazioni con densità venti volte superiori a quelle possibili nei migliori dischi rigidi moderni. In futuro; si pensa che questo fattore salirà ancora e si stabilizzerà tra venticinque e cento (di converso, i dischi rigidi non potranno migliorare sino a questo punto, perché i limiti fisici dell’elettromagnetismo lo impediranno). Per fare un esempio, questo significa che nello spazio di un francobollo sarà possibile memorizzare sino a 1,25 terabyte (milioni di milioni di caratteri) di informazione, equivalenti a duemila film di due ore ciascuno in qualità digitale paragonabile a quella di un DVD.
Alcune difficoltà sono ancora da superare prima che la tecnologia possa uscire dai laboratori e trovare applicazioni pratiche nei dispositivi digitali da cui siamo circondati. Il sistema Millipede è ancora troppo suscettibile a luce e vibrazioni per venire utilizzato nel mondo reale. Si tratta comunque di problemi ingegneristici che verranno certamente superati: in prospettiva, il Millipede potrebbe anzi risultare anche più robusto dei dischi rigidi, che dopotutto vengono utilizzati anche nei personal computer portatili. Infatti, il disco rigido viene fatto ruotare mentre una testina magnetica di lettura e scrittura si sposta lungo un raggio, per riuscire a raggiungere ogni punto sul disco; nel Millipede invece si sposterebbe solo la testina contenente i microaghi, lasciando immobile la pellicola (o viceversa). La fabbricazione in grande scala d’altra parte non richiederebbe impianti industriali innovativi e dunque molto costosi: secondo i portavoce di IBM è possibile che versioni per il grande consumo siano sul mercato già a fine 2005. Per un confronto, i nanotubi al carbonio -- altra fondamentale e recente scoperta della nanotecnologia -- sono una novità tanto radicale da renderne impossibile la commercializzazione prima di quindici se non venti anni.


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