Ricercatori dell’Università del Southampton hanno registrato l’intero genoma umano, il nostro patrimonio genetico, su una memoria di cristallo 5D, una modalità di immagazzinamento dei dati che può durare miliardi di anni. Di che si tratta e che possibili applicazioni ha?
L’archiviazione ottica dei dati negli anni
Gli hard disk di cui disponiamo oggi per conservare i nostri dati sono spesso poco durevoli, con circa una decina di anni di vita prima che inizino a degradarsi. Da decenni, quindi, i ricercatori stanno tentando nuove strade. Una di queste è provare a conservare i dati in materiali trasparenti incisi con laser: un metodo chiamato archiviazione ottica di dati.
Il primo tentativo risale al 2013, in cui un gruppo di ricercatori riuscì a trascrivere un file di testo di 300 KB grazie all’incisione di puntini nanometrici in degli strati di quarzo. Tali puntini conservavano le informazioni nella disposizione tridimensionale nello spazio e in due dimensioni ottiche (associate a intensità e tipo di laser utilizzato), per cui la tecnica venne chiamata storage 5D, a 5 dimensioni.
In seguito, nel 2016, il gruppo di studio dell’Università del Southampton, in Gran Bretagna, ha sviluppato un dischetto di vetro capace di conservare fino a 360 terabyte di dati. Nel 2021, poi, gli stessi ricercatori hanno ottenuto miglioramenti utilizzando un laser a femtosecondi, strumenti che emettono luce a infrarossi e sono estremamente precisi – motivo per cui vengono impiegati anche in ambito chirurgico, per esempio per correggere la miopia rimodellando la cornea. Il risultato del loro lavoro è stato un disco di vetro di silice con una capacità di conservare 500 terabyte di dati – 10mila volte più informazioni dei supporti ottici Blu-ray.
Cristalli di memoria super
I sistemi di data storage 5D, che sfruttano la scrittura con laser a femtosecondi in nanostrutture di materiali semitrasparenti, sono anche detti Superman memory crystal, come richiamo ai cristalli di kryptonite del pianeta originario del supereroe DC Comics.
Il materiale scelto dal gruppo di ricerca per questi dischi di immagazzinamento dei dati 5D, il quarzo fuso, è uno dei materiali più duraturi e resistenti sul nostro pianeta:
- Rimane stabile a temperature molto basse e molto alte – oltre 1000 °C;
- risente poco di impatti diretti;
- non risente dell’esposizione alle radiazioni cosmiche.
In effetti, nel 2014 ha vinto il Guinness World Record come materiale di storage dei dati più duraturo.
Si stima che i sistemi di archiviazione ottica basati sul quarzo fuso possano durare ben 14 miliardi di anni – circa l’età dell’universo. Non a caso il team dell’Università di Southampton ha soprannominato questo sistema come “Superman memory crystals“, richiamando i cristalli che ricoprivano il pianeta nativo di Superman, Krypton, che potevano conservare grandi quantità di informazioni.
Le applicazioni dello storage 5D
Sistemi di memoria che possono durare miliardi di anni risolvono sicuramente il problema dei sistemi di storage deperibili. Si potrebbe quindi creare un database di tutta la conoscenza umana senza temere le intemperie, l’usura del tempo e l’inquinamento digitale. Se questi sistemi racchiuderanno anche i genomi, poi, potrebbero esserci importanti risvolti per la biodiversità. Infatti, conservare i patrimoni genetici potrebbe aiutare gli scienziati del futuro a riportare in vita specie estinte.
Il nostro patrimonio genetico racchiude oltre 3 miliardi di paia di basi azotate, i “mattoncini” di base del DNA, per un totale di circa 3 gigabyte di memoria occupata. Il cristallo è conservato nell’archivio “Memoria dell’Umanità” (Memory of Mankind), una capsula del tempo conservata ad Hallstatt, in Austria. L’idea dei ricercatori è che potrebbe essere trovato da eventuali civiltà del futuro che potrebbero riportare in vigore la specie umana.
0 commenti