Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 186

Но давайте обратим внимание: в тексте выше мы дважды повторили слово «макроскопический» в применении к домену. Именно так его определила Физическая энциклопедия. Он хоть и маленький, но объект макромира. Подчинённого тем самым законам, что и реальность, в которой мы живём. И вряд ли могло быть по-другому: концепция domaine, унаследовавшая имя от королевского удела в Средневековой Франции, была сформулирована тогда, когда квантовой механики ещё только предстояло родиться. Но тем не менее и ныне играет поразительно важную роль в технике, а через неё — и в экономике. Прав был Кирхгоф (тот, что Законы…): «Нет ничего практичнее хорошей теории».

А теперь появляются шансы, что следующий этап развития техники хранения информации на магнитных устройствах окажется связан не просто с достижениями теории, но с реализацией абсолютно головоломной абстракции. Изначально представлявшей собой « теоретическую модель для описания в рамках эффективной нелинейной теории мезонных полей стабильных протяжённых частиц (барионов) ». Во всяком случае Физическая энциклопедия толкует «Скирма модель» именно так. В 1961 году, когда британский физик Тони Хилтон Ройл Скирм (Skyrme, 1922–1987), предложил эту концепцию, речь шла о некотором объединении методов теории поля и теории элементарных частиц.

Интересующихся подробностями отошлём к сс. 543–544 четвертого тома Физической энциклопедии. Но спустя десятилетия после кончины Скирма выяснилось, что созданная им теория и получивший его имя абстрактный объект весьма полезны. Журнал Nature писал, что скирмион « есть стабильная топологическая структура, со свойствами, подобными свойствам элементарной частицы; математическая концепция, изначально созданная для описания ядерных частиц, но в последнее десятилетие нашедшая применения в диапазоне от микроскопического до космологического ». То есть волшебство математики столь велико, что одна и та же абстракция превосходно работает и в крошечном мире квантовой механики, и на тех запредельных галактических дистанциях, где выныривают загадочные темная материя с темной энергией… Но работает — в моделях. Теориях.

А вот неделю назад тот же Nature опубликовал исключительно интересный материал — Twisted magnetic fields tie information in a knot(с подзаголовком « Неуловимые скирмионы созданы в лаборатории »). Речь идёт о событии почти волшебном. Группе учёных из Гамбургского университета удалось создать магнитные плетёные вихри (Twisted vortices) из очень небольшого количества атомов, описываемые именно моделью скирмионов (skyrmions). Причём эти объекты, приобретающие частицеподобные свойства, оказываются вполне стабильны, хотя и состоят всего лишь из 300 атомов. Маленькое оказывается более прочно, чем большое! Один из учёных, Кристен фон Бергманн (Kristen von Bergmann), предположил, что технология хранения данных на скирмионах позволит уплотнить магнитную память в два десятка раз.

Ну, правда, до практического воплощения эксперимента в технологии довольно далеко. Крошки-скирмионы стабильны и не норовят, проявив склонность к суперпарамагнетизму, подстроиться под соседей. Но пока — при весьма ограниченном диапазон температур. Не выше 4,2 градуса Кельвина. И нужен для управления скирмионами туннельный микроскоп. И создаются они потоком электронов заданного спина — то есть речь идёт уже не об электронике, а о спинтронике… Да и надёжность переключения скирмиона в заданное состояние — всего лишь 60%… И используемый материал — тончайшая плёнка из железа и очень недешёвых иридия и палладия. Но, повторим, речь пока что идёт о научном эксперименте. И очень важном — материализации методами физики экспериментальной одной из абстракций физики теоретической.

Ну а теперь представим себе, что технология скирмионов или какая-либо иная (вроде термомагнитной) даст результат. Емкость жёстких дисков повысится в двадцать раз. И где же они найдут себе применение?

Конечно, такие устройства пригодятся тем, кто обрабатывает «большие данные»: как мы писали, универмаг Walmart ещё три года назад оперировалбазой данных более 2,5 петабайта. И у астрономов с биологами и метеорологами информации может накопиться очень много. Но дело обстоит так, что крупных торговых сетей — не много. И крупных обсерваторий — куда меньше. И провайдерам облачных вычислений не так уж важно, сколько информации на одном «блине»: всё равно строить дата-центры.