50 Gb, a może 100 czy 500? Kupując nowy komputer, możemy swobodnie wybierać wielkość jego twardego dysku. W tej dziedzinie w ostatnich latach nastąpił prawdziwy przełom. Mieszczą kilkadziesiąt razy więcej danych niż te same urządzenia z roku np. 1997. Co ważne, rozmiary tych urządzeń wcale nie rosną, a często nawet - maleją. Dzieje się tak dzięki temu, że na tej samej powierzchni twardego dysku umiemy obecnie "upakować" więcej informacji niż kiedyś. Technologię umożliwiającą odczytanie nawet bardzo gęsto zapisanych danych zawdzięczamy odkryciu zjawiska gigantycznego magnetooporu.

Dokonali go właśnie Albert Fert i Peter Gruenberg w końcu lat 80. ubiegłego wieku. Pracujący niezależnie od siebie fizycy badali właściwości tzw. supercienkich kanapek - struktur składających się z kilkudziesięciu (w przypadku Ferta) lub kilku (w przypadku Gruenberga) warstw żelaza przedzielonych chromem. Każda z warstw miała grubość zaledwie kilku atomów. W tak mikroskopowych strukturach można odkryć efekty nieobserwowane w większej skali - tłumaczy DZIENNIK.

Obydwaj uczeni zajmowali się m.in. badaniem oporu elektrycznego takich właśnie struktur. Można więc powiedzieć, że gdy obaj odkryli gwałtowne, nawet 50% zmiany oporu "kanapek" zachodzące pod wpływem zmian zewnętrznego pola magnetycznego, uczynili jeden z pierwszych kroków na drodze do nanotechnologii - sztuki wykorzystywania struktur o rozmiarach atomowych. Ich odkrycie prowadzi nas też ku spintronice - nauce wykorzystującej fakt, że elektrony można sobie wyobrażać jako wirujące miniaturowe magnesy różniące się między sobą spinem, czyli kierunkiem ustawienia w przestrzeni.

Informacja na twardym dysku jest przedstawiona w postaci zakodowanych zer i jedynek. Są nimi obszary o odmiennym kierunku namagnesowania. Tak zapisaną informację odczytuje głowica dysku. Im dokładniej umie odróżnić obszary o różnych kierunkach namagnesowania, tym mniejszą mogą mieć one powierzchnię i tym więcej danych można zapisać na dysku. Dzisiejsze głowice odczytują zmiany namagnesowania dysku dzięki zmianom natężenia płynącego przez nie prądu wywołanym przez zjawisko gigantycznego magnetooporu. Na czym więc ono polega?

Płynący w metalach prąd to strumień poruszających się elektronów. Opór metalu wiąże się z tym, że droga elektronów nie jest idealnie gładka - w trakcie ruchu "obijają" się one o niedoskonałości struktury metalu. W szczególnym rodzaju materiałów zwanych magnetycznymi, np. żelazie, znaczenie ma też fakt, że spin elektronów może być ustawiony równolegle lub przeciwnie do kierunku namagnesowania danego materiału. Opór, jakiemu podlegają elektrony, zależy od tego ustawienia.

Do czego można to zjawisko wykorzystać? Na przykład do stworzenia bardzo pojemnego dysku twardego. Takie urządzenie zbudowane z dwóch warstw materiałów magnetycznych przedzielonych materiałem niemagnetycznych (niewrażliwych na działanie pola magnetycznego) pozwoli na odczytanie informacji niesłychanie gęsto zapisanych na dysku. Można więc na nim zapisywać olbrzymie ilości danych, które odtwarzamy później jako ważne dokumenty lub piosenki z IPoda - pisze DZIENNIK.