ثاني أكسيد الفاناديوم يشبه ذاكرة دماغنا

ثاني أكسيد الفاناديوم يشبه ذاكرة دماغنا
ثاني أكسيد الفاناديوم يشبه ذاكرة دماغنا

العنصر الغريب المعروف باسم ثاني أكسيد الفاناديوم "يتذكر" تاريخ ووقت تخزين المعلومات. إنها تشبه الذاكرة البيولوجية. يمكن للإلكترونات المؤقتة أن تخزن بشكل دائم واحدة فقط من قيمتين ، 0 أو 1 ، في ذاكرة الكمبيوتر الرقمية. تشبه الذاكرة الزجاجية الجديدة الذاكرة البيولوجية من حيث أنها يمكن أن تخزن مجموعة متنوعة من الحالات على مدى فترات طويلة من الزمن. يبدو أن التصميم الهيكلي للزجاج قد أغلق عملية الاسترجاع.

يختلف تخزين الذاكرة بشكل كبير في أجهزة الكمبيوتر والكائنات الحية. وصف في منشور علمي حديث ، زجاج ثاني أكسيد الفاناديوم مادة نادرة جدًا قادرة على الحفاظ على الذاكرة داخل هياكلها الذرية والجزيئية. هذا يجعلها تعمل مثل الخلايا العصبية وليس مثل الجهاز الرقمي.

تعتبر بنوك الذاكرة العاملة الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر ، والمعروفة باسم RAM وذاكرة التخزين المؤقت ، عبارة عن سجون إلكترونية فعليًا. يمكن للكمبيوتر تحديد ما إذا كان الإلكترون "ممتلئًا" أو "غير ممتلئ" في كل خلية "سجن" في الذاكرة لقراءة القيم 0 أو 1. إذا انطفأت الكهرباء التي تُبقي أبواب الزنزانات مغلقة ، تنقطع الإلكترونات وتُفقد الذاكرة.
النتيجة المذهلة لتجارب الورقة هي أن زجاج ثاني أكسيد الفاناديوم يبدو أنه يحافظ على الذاكرة بطريقة مختلفة تمامًا. صوت2إلى جانب كونها "ممتلئة" أو "فارغة" ، فإنها "تتذكر" الاستثناءات المختلفة وتاريخ تخزين المعلومات. يحقق ذلك دون الحاجة إلى استخدام قوة ثابتة أو مصائد إلكترونية.

صوت طبيعة الزجاج2من الممكن أن يكون لها علاقة بالقدرة على الاحتفاظ بهذه الذاكرة. تشكل الذرات المرتبطة بأماكن محددة بنية صلبة في المواد البلورية. تريليونات الذرات المعبأة بدقة بطريقة معينة تنتج وجوهًا حادة وأشكالًا هندسية ومستويات مثالية من البلورات. على عكس البلورات ، التي لها هيكل مرتب ، فإن الزجاج له هيكل غير متبلور ، حيث تتراكم الذرات معًا بشكل وثيق ولكنها مرتبة في فوضى هائلة.

VO2 في البداية هو بلورة في حالة مرتبة. تُستخدم النبضات الكهربائية لتحويل البلورة إلى زجاج وتخزين قيمة في ذاكرتها. نبضة أخرى ، يتم الوصول إلى الذاكرة والصوت الزجاجي2يتسبب في تحوله إلى بلورة مرة أخرى. إعادة ترتيب الذرات من أماكنها العشوائية ، الأمر الذي يتطلب بعض الوقت في هذه العملية. صوت2يؤثر الوقت المنقضي منذ التزجيج وعدد الضربات المستخدمة للتزجيج على المدة التي تستغرقها هذه الفترة.

ليس من الواضح تمامًا سبب قدرة الزجاج على تذكر مجموعة من القيم. ومن المثير للاهتمام أنه لا يبدو أن الإلكترونات هي التي تخزن الذاكرة. أثبت المؤلفون ذلك من خلال تجارب بارعة قاموا فيها بتغيير مجموعات الإلكترون في الزجاج باستخدام الليزر ولم يلاحظوا أي تغييرات في الذاكرة. لذلك ، من المحتمل أن تكون الذاكرة مقفلة في التكوين الذري.

لا يمكن لنبض التيار الكهربائي الذي يقرأ البيانات من الذاكرة أن يمر عبر الزجاج. للوصول إلى الجانب المقابل الذي تقرأ منه ، يجب أن تشكل سلسلة من الذرات الموصلة (البلورية). يتوافق التكوين المنتشر لذرات الزجاج بطريقة ما مع الذاكرة المخزنة. على الرغم من أن التفاصيل غير معروفة ، إلا أن صوت الإيقاع الحالي2من الممكن تحديد عدد النبضات المخزنة في الذاكرة بدقة في أي وقت من خلال قياس الوقت الذي يستغرقه.

يبدو أن الهيكل الداخلي للذاكرة يتغير قليلاً عند الاحتفاظ بقيمة. نتيجة لذلك ، قد تتغير القراءة. هذه مشكلة بشكل عام ، ولكن يمكن إصلاحها أو حتى استخدامها في التطبيقات التي تحتاج إلى أرقام تتغير بمرور الوقت.

VO2 ميزة مهمة هي أن الذاكرة الزجاجية يمكن أن تحتفظ بقيمة لمدة ثلاث ساعات على الأقل بدون طاقة ، وربما لفترة أطول من ذلك بكثير. هذا من شأنه أن يجعل من الممكن لرقائق الكمبيوتر تخزين الذاكرة داخليًا دون الحاجة إلى طاقة ثابتة للحفاظ على حبس الإلكترون في مكانه. في حين أنه من الصعب حساب التغير في القيمة خلال هذه الساعات ، فإن الذاكرة "غير المتطايرة" ستسمح للأجهزة بالنوم دون استنزاف بطارياتها.

VO2 ميزة أخرى مفيدة للذاكرة هي أنه على الرغم من أنها لا تخزن المعلومات مع الإلكترونات ، إلا أنها تستطيع ضبط وقراءة قيمة الإلكترونات. بهذه الطريقة ، قد يكون من الممكن دمجها في تكنولوجيا الكمبيوتر الحالية. صوت2 على الرغم من أن الذاكرة الزجاجية لن تكون موجودة في هاتفك الذكي التالي ، إلا أن هذا العنصر المثير للاهتمام قد يؤدي في يوم من الأيام إلى ابتكار مذهل.

المصدر: bigthink.com/the-future/vanadium-dioxide-glass-memory/

Günceleme: 21/11/2022 15:00

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz