Ilmuwan Ciptakan Memori Ultra Cepat yang Dikendalikan Cahaya

Unsplash

Para ilmuwan telah menemukan cara yang benar-benar baru untuk menyimpan informasi digital—menggunakan cahaya dan kelas material langka yang disebut feroaksial.

Terobosan ini dapat menghasilkan perangkat memori generasi mendatang yang lebih cepat, lebih stabil, dan lebih tahan terhadap kerusakan dibandingkan teknologi saat ini.

Studi yang dipublikasikan di jurnal Science ini dilakukan oleh para peneliti dari Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) di Jerman dan Universitas Oxford.

Mereka menemukan bahwa mereka dapat mengganti material feroaksial di antara dua kondisi stabil menggunakan satu kilatan cahaya terahertz terpolarisasi—suatu bentuk cahaya yang berosilasi triliunan kali per detik.

Ini berarti data dapat ditulis dan dibaca dengan kecepatan luar biasa, tanpa listrik atau magnet.

Dalam teknologi digital, setiap informasi —foto, dokumen, atau aplikasi— disimpan sebagai pola 0 dan 1.

Untuk merekam dan mengubah bit tersebut, perangkat mengandalkan sistem fisik yang dapat berganti di antara dua kondisi stabil. Material tradisional yang melakukan hal ini disebut material feroik.

Misalnya, feromagnet dapat dimagnetisasi dalam dua arah yang berlawanan, sementara feroelektrik dapat menahan polarisasi listrik yang berlawanan.

Material-material ini membentuk fondasi teknologi penyimpanan data masa kini, mulai dari hard drive hingga chip komputer.

Namun, sistem ini memiliki kelemahan. Material magnetik dapat kehilangan wujudnya ketika terpapar medan eksternal yang kuat, dan material feroelektrik dapat menjadi tidak stabil seiring waktu.

Para ilmuwan telah mencari material baru yang cepat dan stabil—dan feroaksial bisa menjadi solusinya.

Material feroaksial unik karena memiliki pola pusaran dipol listrik—daerah bermuatan kecil yang berputar searah atau berlawanan arah jarum jam, seperti pusaran air mini.

"Keadaan pusaran" ini sangat stabil dan tahan terhadap gangguan eksternal. Namun, hingga saat ini, mengendalikannya hampir mustahil.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Andrea Cavalleri mengatasi tantangan tersebut menggunakan cahaya terahertz terpolarisasi melingkar, yang dapat membuat atom-atom di dalam kristal bergerak dalam lintasan melingkar.

Hal ini menciptakan apa yang disebut para ilmuwan sebagai medan efektif sintetis, yang mampu membalikkan arah pusaran keadaan feroaksial—mirip dengan bagaimana medan magnet mengubah arah magnet.

“Dengan mengubah putaran pulsa cahaya, kita dapat memilih apakah material akan berada dalam keadaan searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam,” jelas peneliti Michael Först.

“Itu berarti kita dapat menyimpan informasi dalam keadaan stabil yang dikendalikan cahaya tanpa batasan yang biasa terdapat pada sistem listrik atau magnetik.”

Profesor Cavalleri menggambarkan temuan ini sebagai “sebuah langkah maju menuju penyimpanan data ultra cepat yang dikendalikan cahaya.”

Karena material feroaksial secara alami stabil dan bebas dari interferensi, suatu hari nanti material ini dapat menjadi tulang punggung memori non-volatil—perangkat yang menyimpan data bahkan saat listrik mati—yang akan mengantarkan era baru komputasi hemat energi.