1458027544943_2.jpg

سایت آزمون دکتری ( www.PhdAzmoon.Net ) –  در دستاوردی بزرگ برای محاسبات با انرژی کارآمد، محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی برای نخستین بار نشان داده‌اند که تراشه‌های مغناطیسی می‌توانند با کمترین سطح اتلاف انرژی ممکن تحت قوانین ترمودینامیک کار کنند.

به گزارش پی اچ دی آزمون به نقل از سرویس علمی ایسنا، این یافته‌ها به این معنی است که کاهش چشمگیر در مصرف نیرو تا یک میلیونیوم میزان انرژی مورد استفاده کنونی توسط ترانزیستورها در رایانه‌های مدرن امکان‌پذیر است. این امر برای دستگاههای سیار که به پردازشگرهای قوی با قابلیت اجرا برای یک روز یا بیشتر با باتری‌های کوچک و سبک نیاز دارند، حیاتی است.

پس از دهه‌ها تاکید بر استفاده از تعداد بیشتر ترازیستورهای ریز و سریع بر روی تراشه‌ها، اخیرا توجه‌ها به کاهش مصرف انرژی در تولید تراشه جلب شده است. تولید ترانزیستورهای سریعتر نیازمند انرژی بسیار زیادی بود و تراشه‌ها به قدری داغ می‌شدند که به حالت مذاب درمی‌آمدند.

محققان به جایگزین‌هایی برای ترانزیستورهای رایج روی آورده‌اند که در حال حاضر بر حرکت الکترون‌ها برای تغییر در حالت صفر و یک تکیه دارند تا حدی به دلیل مقاومت الکتریکی، مقداری انرژی برای اطمینان از واضح بودن سیگنال بین این دو حالت و قابل تشخیص بودن آن‌ها مصرف می‌شود و این امر منجر به افزایش حرارت می‌شود.

محاسبات مغناطیسی به عنوان یک کاندید نویدبخش ظاهر شده زیرا بیت‌های مغناطیسی می‌توانند از طریق جهت‌شان از هم متمایز شوند و میزان انرژی برای انتقال آهنربا به چپ یا راست با هم مشابه است.

محققان در این تحقیق نانوآهنرباهایی را ساخته و پس از آزمایش آن‌ها، حد لاندائو تائید شد. این قانون که نام خود را از رالف لاندائو، فیزیکدان شرکت آی‌بی‌ام گرفته، نشان می‌دهد که در همه رایانه‌ها، عملکرد هر بیت باید مقدار حداقل مطلقی از انرژی را دفع کند. یک فرمول به محاسبه این پائین‌ترین حد می‌پردازد که نزیک به سه زپتا ژول – یک صدم انرژی منتشر شده از یک اتم زمانی که یک فوتون نور را آزاد می‌کند- است.

دانشمندان از یک روش جدید برای ضبط میزان انرژی تلف شده در زمان چرخاندن نانوآهنربا استفاده کردند. یک کاوشگر لیزری برای نظارت بر جهتی که آهنربا به سمت آن بود، استفاده شد و یک میدان مغناطیسی خارجی برای چرخاندن آهنربا به سمت بالا و پائین ایجاد شد.

محققان دریافتند که در دمای اتاق، این روش تنها ۱۵ میلی‌الکترون ولت یا سه زپتاژول انرژی مصرف کرده و حد لاندائو را نشان دادند.

اگرچه محققان پیش از این در سال ۲۰۱۱ نشان داده بودند که این اثر امکان‌پذیر است، اما این نخستین بار است که این حد در یک شرایط آزمایشی به دست آمد است.

جزئیات این دستاورد در مجله Science Advances منتشر شده است.