Исследователи из Университета штата Пенсильвания представили новый метод хранения памяти материалов, аналогичный механике комбинационного замка. Этот инновационный подход, названный памятью с возвратной точкой, позволяет материалам сохранять информацию через чередующиеся положительные и отрицательные деформации.
Натан Кейм, доцент кафедры физики, возглавляющий исследование, пояснил: "При использовании замка вращение циферблата в определенной последовательности приводит к результату, который зависит от того, как был перемещен циферблат". Аналогичным образом, материалы с памятью точки возврата могут сохранять и стирать информацию в зависимости от приложенных усилий.
Исследование показывает, что эти принципы могут быть применимы к различным системам, включая намагничивание жестких дисков компьютеров и структурную целостность твердых пород. Исследовательская группа использовала компьютерное моделирование, чтобы изучить, как различные параметры, такие как величина силы и ориентация, влияют на формирование памяти.
Ключевым элементом их открытий являются "гистероны", представляющие собой элементы системы, которые могут не сразу реагировать на внешние условия. Травис Джаловець, участвовавший в исследовании, отметил: "Гистероны могут взаимодействовать как кооперативно, так и некооперативно, влияя на то, как хранятся и извлекаются последовательности."
Одно из значительных открытий касается "фрустрированных гистеронов", которые сопротивляются друг другу и позволяют хранить последовательности даже при асимметричных условиях воздействия. Кейм проиллюстрировал эту концепцию с помощью аналогии с гибкой соломинкой, объясняя, как легкое натяжение может вызвать изменение в одной части системы, снимая напряжение в другой.
Исследователи считают, что их выводы могут привести к разработке искусственных систем, способных к сложному хранению памяти, что может открыть путь к новым механическим системам, которые могут воспринимать свою среду и выполнять вычисления без электричества. "Если вы можете создать систему, которая хранит последовательность воспоминаний, вы можете использовать ее как комбинационный замок для проверки конкретной истории," - добавил Кейм.
Эта новаторская работа, проведенная при поддержке Министерства энергетики США и других учреждений, открывает возможности для применения передовых методов хранения и извлечения информации, что может быть использовано в диагностике и судебной экспертизе.