Pesquisadores britânicos desenvolveram um método de gravação a laser rápido e eficiente, em termos de energia, para a produção de nanoestruturas de alta densidade em vidro de sílica. Essas estruturas minúsculas podem ser usadas para o armazenamento de dados ópticos em cinco dimensões (5D) de longo prazo, o que é mais de 10 mil vezes mais denso do que a tecnologia de armazenagem em disco óptico Blu-ray.
"Pessoas e organizações estão gerando conjuntos de dados cada vez maiores, criando a necessidade desesperada de formas mais eficientes de armazenamento com alta capacidade, baixo consumo de energia e longa vida útil", diz o pesquisador de doutorado Yuhao Lei, da Universidade de Southampton. "Embora os sistemas baseados em nuvem sejam projetados mais para dados temporários, acreditamos que o armazenamento de dados 5D em vidro pode ser útil para o armazenamento de dados de longo prazo para arquivos nacionais, museus, bibliotecas ou organizações privadas", detalha.
O método foi descrito na revista Optica. A nova abordagem pode gravar a velocidades de 1 milhão de voxels por segundo, o que equivale a cerca de 230 kilobytes de dados (mais de 100 páginas de texto) nesse mesmo intervalo. De acordo com os autores, embora o armazenamento óptico 5D em materiais transparentes tenha sido demonstrado antes, a gravação com rapidez e densidade alta o suficiente para aplicações do mundo real tem se mostrado um desafio. Para superar esse obstáculo, os pesquisadores usaram um laser de femtossegundo com uma alta taxa de repetição para criar minúsculos poços de 500 por 50 nanômetros cada, em uma única estrutura.
Em vez de usar o laser de femtossegundo para escrever diretamente no vidro, os pesquisadores aproveitaram a luz para produzir um fenômeno óptico conhecido como aumento de campo próximo, minimizando o dano térmico que tem sido problemático para outros métodos que usam lasers de alta taxa de repetição. "Essa nova abordagem melhora a velocidade de gravação de dados a um nível prático, para que possamos gravar dezenas de gigabytes de dados em um tempo razoável", disse Yuhao Lei. "As nanoestruturas de precisão altamente localizadas permitem uma maior capacidade de dados porque mais voxels podem ser gravados em um volume unitário. Além disso, o uso de luz pulsada reduz a energia necessária para escrever."
Precisão de leitura
Os pesquisadores usaram o novo método para gravar cinco gigabytes de dados de texto em um disco de vidro de sílica do tamanho de um compacto convencional com quase 100% de precisão de leitura. Cada voxel continha quatro bits de informação, e cada dois voxels correspondia a um caractere de texto. Com a densidade de gravação disponível a partir do método, o dispositivo seria capaz de armazenar 500 terabytes de dados.
Com atualizações no sistema que permitem a gravação paralela, os pesquisadores afirmam que deve ser viável armazenar essa quantidade de informações em cerca de 60 dias. "Com o sistema atual, temos a capacidade de preservar terabytes de dados, que poderiam ser usados, por exemplo, para preservar informações do DNA de uma pessoa", disse Peter G. Kazansky, líder da equipe de pesquisadores.