मानवी जीवनाशी संबंधित विविध क्षेत्रातील महत्त्वपूर्ण माहिती भावी पिढ्यांसाठी कोणत्या ना कोणत्या स्वरूपात जतन करून ठेवणे गरजेचे असते. प्राचीन कालापासून आजवरच्या विविध कालखंडामधील प्रगतीच्या माहितीचे जतन तत्कालीन लोकांनी ताम्रपट, चित्रलिपी, शिलालेख यांद्वारे करून ठेवले व त्या वेळच्या संस्कृतीचा अमूल्य ठेवा निर्माण केला. विसाव्या शतकात विज्ञान आणि तंत्रज्ञान यांचा झपाट्याने विकास होऊ लागला. त्यामुळे ज्ञान आणि माहिती संग्रहीत करण्याचे प्रकारही कालानुरूप बदलत गेले. संग्रहालये, कलादालने, वाचनालये, तैलचित्रे, छायाचित्रे, गाणी व चित्रपट, नकाशे, चुंबकीय फिती (Magnetic tapes) अशा विविध माध्यमांतून मौल्यवान माहिती जतन केली जाऊ लागली. विसाव्या शतकाच्या मध्यास संगणकाचा शोध लागला व त्यानंतर झालेल्या संगणक क्रांतीमुळे माहिती साठवण्याची क्षमता प्रचंड प्रमाणात वाढली. माहिती साठवण्यासाठी पेन ड्राइव्ह (Pen drive), स्मरण तबकड्या (सीडी-CD) अशा विविध पूरक वस्तूंची निर्मिती होऊ लागली व या गोष्टी सामान्य माणसाला परवडेल अशा किंमतीत बाजारात मिळू लागल्या. माहिती साठवण्याची अचंबित करणारी क्षमता असणारी शास्त्रज्ञांची अलिकडील निर्मिती म्हणजे ५-मितीय अब्जांश स्मरण तबकडी (5-Dimensional Nano Memory Disc). सदर नोंदीत याबाबतची माहिती थोडक्यात दिली आहे.
एखाद्या वस्तूमधील माहिती (Data) साठविण्याची क्षमता सामान्यत: बाईट्समध्ये (Bytes) मोजली जाते. पेन ड्राइव्ह आणि सीडीमध्ये कित्येक मेगाबाईट्स (१ MB = १०६ bytes) माहिती साठवता येते. नेहमीच्या वापरातील सीडीची माहिती साठविण्याची क्षमता सुमारे ७०० मेगाबाइट्स एवढी असते. डीव्हीडी (DVD) रॅमवर ४.७ गिगाबाइट्स (१ GB = १०९ bytes) एवढी माहिती ठेवता येते. काही टेराबाइट्स (१ TB = १०१२ bytes) एवढी माहिती साठविणाऱ्या स्मरण तबकड्या (Memory disc) आजकाल बाजारात सहजरीत्या मिळतात. त्या साधारणपणे ४ ते १२ TB क्षमतेच्या असतात. आता ६० TB एवढी प्रचंड माहिती साठवू शकेल अशा तबकड्या देखील बाजारात मिळू लागल्या आहेत.
५-मितीय अब्जांश स्मरण तबकडी : सोन्याच्या अब्जांश कणांचा वापर करून ३६० टेराबाइट एवढी प्रचंड माहिती साठवू शकेल अशी स्मरण तबकडी तयार करण्यात काही शास्त्रज्ञांनी यश मिळवले आहे. त्यांनी विकसित केलेल्या तंत्रज्ञानास इंग्रजीमध्ये 5-Dimensional Memory असे म्हणतात.
‘प्रकाशकीय स्मरण कुपी’ (Optical memory capsule) तयार करण्याची संकल्पना १९९९ मध्ये सर्वप्रथम मांडली गेली होती. प्रसिद्ध वैज्ञानिक पीटर झिज्स्ट्रा (Peter Zijstra) व त्यांचे सहकारी यांनी ‘5-D’ तंत्रज्ञानावर आधारित असे नाविन्यपूर्ण संशोधन २००९ साली प्रसिद्ध केले. त्यासाठी त्यांनी तीन वेगवेगळ्या आकारमानाच्या सोन्याच्या ‘द्विमितीय’ (2-dimensional) अब्जांश कणांचा वापर केला. (१) ३७ nm × १९ nm (२) ५० nm × १२ nm आणि (३) ५० nm × ८ nm याप्रमाणे लांबी-रुंदी असलेले सोन्याचे अब्जांश कण त्यांनी रासायनिक पद्धतीने तयार केले. त्यानंतर त्यांनी वरीलपैकी एकाच प्रकारचे अब्जांश कण पॉलिव्हिनिल अल्कोहोल (Polyvinyl alcohol) या रसायनात घालून त्याचे मिश्रण बनवले. या मिश्रणाचे एका काचेच्या तबकडीवर ‘स्पिन कोटिंग’ पद्धतीने साधारणपणे एक मायक्रोमीटर जाडीचा थर होईल अशाप्रकारे लेपन केले. नंतर त्यावर याच प्रकारच्या अब्जांश कणांचा १० मायक्रोमीटर जाडीचा पारदर्शक व ‘दाब संवेदनशील’ (Pressure sensitive) अशा थराचे लेपन केले. याच पद्धतीने या थरावर वरीलपैकी उरलेल्या दोन्ही प्रकारच्या सोन्याच्या अब्जांश कणांचे थर तबकडीवर लेपल्यावर जी रचना तयार झाली तिला ‘५-मितीय अब्जांश स्मरण तबकडी’ असे म्हणतात.
तबकडीचे कार्य : पीटर झिज्स्ट्रा व त्यांचे सहकारी यांनी वरील पद्धतीने तयार केलेल्या बहुथरीय स्मरण तबकडीचा वापर करताना तीन लेसर शलाकांचा (Laser Beam) उपयोग केला. आपल्या प्रयोगात त्यांनी सोन्याच्या ‘प्लाझ्मॉनिक’ अवस्थेतील अब्जांश कणांचा वापर केला. अब्जांश कण अशा रीतीने निवडले की, लेसर शलाकेमधील ऊर्जेमुळे त्यांचा आकार बदलून ते लहान किंवा गोलाकार होतील. लेसरच्या ध्रुवण (Polarisation) या गुणधर्मामुळे अब्जांश कणांची दिशा देखील (Orientation) बदलता येते. तसेच तीन पैकी हवा तो लेसर वापरून सोन्याच्या कणांची स्थिती बदलता येते. स्मरण तबकडीवर सोन्याच्या अब्जांश कणांचे ध्वनिमुद्रण (Sound recording) करण्याचे हेच मुख्य तत्त्व आहे. तीन प्रकारच्या अब्जांश कणांच्या वापरामुळे तीन मिती आणि लेसर शलाका ध्रुवणाच्या (Lesar beam polarisation) ‘दिशा’ आणि ‘स्थिती’ या दोन मिती अशा एकूण ५ मिती (5-Dimensions) ध्वनिमुद्रणाला प्राप्त होतात. त्यामुळेच अशा प्रकारच्या ध्वनिमुद्रणाला शास्त्रज्ञांनी ‘५-मितीय ध्वनिमुद्रण’ (5-Dimensional Recording) असे नाव दिले. हे ध्वनिमुद्रण नंतर वाचणे तितकेच महत्त्वाचे असते. त्यांनी लेसर शलाकेची शक्ती कमी करून हे देखील साध्य केले.
वरील संशोधनाच्या आधारे इंग्लंडमधील सदम्पटन (Southampton) विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांनी ५-मितीय स्मरण तबकडी तयार केली. त्यांचा असा दावा आहे की, ही तबकडी तुटणार तर नाहीच शिवाय तिची मजबुती १०००० से. एवढ्या प्रचंड तापमानापर्यंत टिकू शकेल. अशा तबकडीवरची माहिती १३.८ अब्ज वर्षे म्हणजे पृथ्वीच्या आयुर्मानाच्या सुमारे तिप्पट वर्षे सुरक्षित राहील.
सोन्याच्या अब्जांश कणांचा वापर करून महाकाय ज्ञानसाठा संकलित करून ठेवण्यात शास्त्रज्ञांनी निश्चितच मोठे यश मिळविले आहे. त्यामुळे यापुढील काळात अब्जांश तंत्रज्ञान यातील प्रगतीद्वारा माहितीसाठा संग्रहित करण्याचे नवनवीन मापदंड निर्माण होतील यात शंका नाही.
संदर्भ :
- E. N. Glezer, M. Milosavljevicet al.‘Three-dimensional optical storage inside transparent materials’, Optics Letters 21, 2023–2025 (1996).
- Peter Zijlstra, James W. M. Chonat el. Five-dimensional optical recording mediated bysurface plasmons in gold nano-rods, Nature, 459, 410-413 (2009).
- http://www.southampton.ac.uk/news/2016/02/5d-data storage
समीक्षक : वसंत वाघ
