Quindi pensi che i dischi rigidi siano noiosi? È ora di diventare reali

James McKenziespiega perché il magnetismo è così importante per le aziende basate sulla fisica

Nel 2022 mi sono candidato alle elezioni nel gruppo di magnetismo dell'Istituto di Fisica (IOP), perché ho sempre pensato che il modo migliore per essere coinvolti in qualsiasi cosa sia semplicemente rimanerci dentro. Mi ero unito al gruppo solo l'anno prima, dopo aver iniziato a lavoro presso un'azienda specializzata in materiali magnetici permanenti. Nonostante non sapessi molto del gruppo, con mia sorpresa sono stato eletto.

Il gruppo sul magnetismo è uno dei gruppi di interesse specifico più grandi dell'IOP e, tra le altre cose, organizza una conferenza annuale di successo e molto partecipata, che quest'anno si è tenuta a Manchester in aprile. L'incontro ha trattato argomenti che spaziano dalla spintronica, alla fisica 2D, alle pareti e alla dinamica dei domini, ai vortici, agli skyrmion, alla fisica topologica e al calcolo intelligente. Ha inoltre abbracciato un'ampia gamma di materiali, dai sistemi biologici e organici agli spin ice, ai superconduttori e ai magnetocalorici.

Ma il gruppo sul magnetismo dell'IOP non è l'unico gruppo britannico coinvolto in questo campo: c'è anche la UK Magnetics Society (UKMagSoc), di cui l'azienda per cui lavoro è un membro aziendale. Le attività di UKMagSoc si sovrappongono in una certa misura a quelle dell'IOP, ma la società è più focalizzata sull'applicazione e sulla commercializzazione di magneti, come macchine elettriche, strumenti e dischi rigidi. La società, tuttavia, ha anche singoli membri: infatti, a giugno ho partecipato a un evento congiunto IOP/MagSoc presso la sede centrale dell'IOP a Londra, dove i relatori hanno illustrato le sfide dei prossimi cinque o dieci anni in una serie di questioni magnetiche. materiali e dispositivi.

Per un nuovo arrivato come me, l'incontro è stato una panoramica davvero utile del magnetismo e finalmente ho scoperto da un discorso di Thorsten Hesjedal dell'Università di Oxford cos'è veramente uno skyrmion. Si tratta di un difetto topologico vorticoso di dimensioni nanometriche in una sottile pellicola magnetica che potrebbe fornire una nuova forma di memoria del computer. Ho scoperto che gli Skyrmion potrebbero essere particolarmente utili nello spazio, dove la memoria convenzionale dei computer può essere facilmente danneggiata dalle radiazioni cosmiche.

Ci sono stati anche alcuni eccellenti discorsi di diretto interesse per il mio lavoro quotidiano su vari aspetti della progettazione di motori e macchine elettriche di John Reeve del produttore di azionamenti FluxSys Ltd, di Dean Evans dell'azienda di motori e generatori NEMA e di Juliette Soulard del Warwick Manufacturing Group . Particolarmente interessante per me è stata una conferenza di Robert Hicken, un fisico della materia condensata dell'Università di Exeter. Ha esaminato le sfide legate al tenere il passo con la domanda sempre crescente di archiviazione dei dati, un argomento di cui ho parlato a dicembre 2020.

Ora avrai sicuramente sentito parlare della legge di Moore, la quale – come ho menzionato in un altro articolo recente – afferma che il numero di transistor su un microchip raddoppia circa ogni due mesi. Prende il nome in onore del defunto Gordon Moore, il co-fondatore di Intel che ideò il concetto nel 1965. Tuttavia, Hicken introdusse un concetto correlato che era nuovo per me, ovvero che la densità di archiviazione dei dati su supporti magnetici (come i dischi rigidi) dovrebbero aumentare ad un tasso di circa il 40% annuo.

La domanda di archiviazione dei dati aumenterà sicuramente a lungo termine e aziende come Seagate, Toshiba e Western Digital faranno tutto il possibile per soddisfare l'enorme domanda

Conosciuta come "legge di Kryder", prende il nome da Mark Kryder, ex responsabile della tecnologia presso il produttore di unità disco Seagate. Kryder, che ha un dottorato in fisica, menzionò per la prima volta il concetto in un articolo su Scientific American nel 2005. Purtroppo, la legge di Kryder ha avuto meno successo della legge di Moore perché la crescita della densità di immagazzinamento sui materiali magnetici è aumentata solo del 15% nel 2005. cinque anni che termineranno nel 2014.

Anche se l’audace previsione di Kryder non fosse vera, la domanda di storage di dati aumenterà sicuramente nel lungo termine e aziende come Seagate, Toshiba e Western Digital – che insieme producono l’80% di tutti i dischi rigidi (HDD) nel mondo – faranno tutto il possibile per soddisfare l’enorme domanda. Secondo un rapporto di Future Market Insights, il mercato dell’archiviazione dati avrà un valore di 35 miliardi di dollari all’anno nel 2021 ed è destinato a crescere fino a 80 miliardi di dollari entro il 2029.