Этот потрясающий кристалл может сохранить геном человека на миллиарды лет
Долгое время после того, как океаны Земли испарились, а вся ее растительная и животная жизнь превратилась в пыль под медленным расширением Солнца, крошечный диск кремнезема может продолжать представлять собой поворотный момент в истории эволюции человека.
Исследователи из Саутгемптонского университета в Великобритании еще раз продемонстрировали невероятные возможности хранения данных своего пятимерного (5D) кристалла памяти, на этот раз выгравировав в его структуру последовательность, представляющую полный геном современного человека.
Сама по себе технология не такая уж и новая, хотя и не перестает впечатлять. К 2011 году инженеры усовершенствовали методы использования фемтосекундных импульсов лазера для создания наноразмерных пустот в стекловидном материале из диоксида кремния, также известного как диоксид кремния.
В зависимости от количества энергии, вложенной в в этой пустоте могут быть созданы различия в пространствах.
Трехмерное положение наноразмерных структур, а также их размер и ориентация позволяют хранить 5D-данные. Утверждается, что самый крупный из этих кристаллов памяти, имеющий пустоты размером всего 20 нанометров, способен хранить сотни терабайт информации.
И в отличие от нестабильной химии магнитной ленты или светочувствительных красителей в компактных размерах В дисках расположение молекул на основе кремния и кислорода, как в швейцарском сыре, почти не меняется со временем, что бы в него ни бросали. Заморозьте его, топните по нему, запекайте при температуре 1000 градусов по Цельсию — эти отверстия все равно можно будет прочитать, если у вас есть подходящее оборудование.
Данные можно прочитать с помощью оптического микроскопа и поляризатора. Узоры, напечатанные на 5D-диске, выглядят по-разному в зависимости от угла зрения и увеличения микроскопа.
Теоретически материал может находиться при комнатной температуре в течение многих миллиардов лет и сохраняться более или менее менее неповрежденным и оказался более надежным, чем любой другой компактный метод хранения данных, изобретенный на сегодняшний день.
Работая с компанией Helixwork Technologies, занимающейся технологиями ДНК, исследователи из Университета Саутгемптона внедрили последовательность из примерно 3 миллиардов букв, представляющих генома человека в единый кристалл, что в общей сложности составляет около 800 мегабайт данных.
Полученный кристалл памяти с тех пор был спрятан в архиве «Память человечества» в Австрии, присоединившись к сотням керамических томов с надписями, хранящимся в старых соляная шахта, которую смогут найти далекие поколения.
Может ли такая запись быть использована каким-либо развитым интеллектом для воскрешения Homo sapiens – или любого другого вида, которого мы, возможно, захотим спасти? далеко – является весьма спекулятивным, основанным на нашем нынешнем уровне знаний.
С другой стороны, невозможно знать, что умы будущего могут подумать о том, чтобы иметь хранилище давно потерянных генов в их сравнительно чужих руках.
«Из работ других мы знаем, что генетический материал простых организмов можно синтезировать и использовать в существующей клетке для создания жизнеспособного живого образца в лаборатории», — говорит руководитель группы Питер Казански, физик-оптик. в Университете Саутгемптона.
«Кристалл 5D-памяти открывает возможности для других исследователей создать вечное хранилище геномной информации, из которого можно было бы восстановить сложные организмы, такие как растения и животные, если наука в будущем позволит это сделать. «
Если отбросить видение постапокалиптических человеческих клонов, эта технология может оказаться неоценимой даже в ближайшем будущем.
Всего четыре года назад человечество произвело около 64 зетабайт данных, что представляет собой все, от сериалов Netflix до клипов TikTok, от удивительных статей ScienceAlert до сплетен в Facebook. В этом году он может составить почти 150 зетабайт – взрывная тенденция, которая не показывает никаких признаков замедления.
Все эти данные могут оказаться полезными в ближайшие десятилетия, требуя дешевых, надежных и низкоэнергетических методов упаковки. хранить большое количество информации в минимальном пространстве.
И если какая-то часть этой информации сохранится через миллиард лет и снова увидит свет, что может быть лучшим открытием, чем инструкция по эксплуатации для человека?
