نگاهی به زندگی پتر گرونبرگ، بنیانگذار حافظه های ذخیره سازی مدرن به بهانه درگذشت وی

۲۷ فروردین ۱۳۹۷ تکنولوژی

«پتر آندرس گرونبرگ» که با کشف روش جدیدی در ذخیره سازی اطلاعات روی هارد دیسک ها عصر جدیدی را در تولید گجت های هوشمند رقم زد، در سن ۷۸ سالگی درگذشت.

این فیزیکدان برجسته در سال ۱۹۳۹ و در «پیلسن» جمهوری چک به دنیا آمد. پدر او «تئودور» مهندس مکانیک لوکوموتیو بود که در پایان جنگ جهانی در زندان درگذشت و در یک گور دسته جمعی به خاک سپرده شد. پس از این ماجرا پتر، مادر و خواهرش به «لاوترباخ» در آلمان غربی تبعید شدند.

پتر در سال ۱۹۵۹ به دانشگاه «ولفگانگ گوته» در فرانکفورت راه پیدا کرد. وی تحصیلات عالیه خود را در دانشگاه «فناوری دارمشتات» سپری کرد و در سال ۱۹۶۹ موفق بعد موفق به اخذ مدرک Ph.D شد. پتر گرونبرگ

او سپس با معلمی به نام «هلما پرایوسر» ازدواج کرد که در زمان تحصیلات کارشناسی با وی آشنا شده بود. حاصل این ازدواج پسری به نام «آندرس» و دو دختر به نام های «سیلویا» و «کاتارینا» است.

دکتر گرونبرگ پس از پایان بورس تحصیلی پسا دکتری در سال ۱۹۷۲ به استخدام «مرکز تحقیقات مواد جامد» در «مرکز پژوهشی یولیش» درآمد و تا زمان بازنشستگی در سال ۲۰۰۴ به فعالیت خود در این مرکز ادامه داد.

وی در این سال ها تحقیقات مهمی انجام داده اما شاخص ترین دستاورد وی که به دریافت جایزه نوبل منتهی شد، در سال ۱۹۸۸ به دست آمد. در این سال دکتر گرونبرگ و فیزیکدان دیگری به نام «آلبرت فرت» به صورت مستقل اثر موسوم به «مقاومت مغناطیسی بزرگ» را کشف کرده بودند که میزان اطلاعات ذخیره شده بر روی دیسک سخت را به مقدار قبل ملاحظه ای افزایش می داد.پتر گرونبرگاز سال ۱۸۵۷ و انتشار مقاله «لرد کلوین»، فیزیکدان بریتانیایی درباره خواص مغناطیس، اثرات میدان مغناطیسی بر مقاومت الکتریکی موادی نظیر آهن ثابت شده بود. بر اساس این نظریه اگر جریان الکتریکی در راستای خطوط میدان مغناطیسی حرکت کند، نسبت به زمانی که با آنها زاویه دارد، با مقاومت کمتری روبرو خواهد شد.

مهندسان از زمان شروع عصر کامپیوتر داده ها را به صورت مغناطیسی ثبت کرده و به صورت الکتریکی آنها را می خوانند اما در زمینه افزایش ظرفیت ابزارهای ذخیره سازی موفقت زیادی کسب نکرده بودند.

در واقع نظریه کلوین در رابطه با مقاومت الکتریکی برای میدان های مغناطیسی حساس و خواندن دیسک های مغناطیسی مفید بود اما وی نقش تغییرات مقاومت را آنچنان که باید و شاید در نظر نگرفته بود و مهندسان هم فکر نمی کردند زمینه چندانی برای بهبود مقاومت وجود داشته باشد.

با این حال تحقیقات دکتر گرونبرگ و دکتر فرت که گروهی از محققان را در «لابراتوار فیزیک مواد جامد» پاریس رهبری می کرد نشان داد که اگر ماده‌ای متشکل از لایه‌های فلزی متناوب فرو مغناطیسی و پارامغناطیسی، در معرض یک میدان مغناطیسی بزرگ قرار بگیرد، بخصوص اگر مغناطیدگی در لایه‌های مجاور موازی باشد، مقاومت بسیار کمتر خواهد شد اما اگر ناموازی باشد مقاومت بسیار بالاتر خواهد رفت.پتر گرونبرگدلیل این تغییرات در مقاومت فلزات به اسپین بالا و پایین الکترون ها در لایه های منفرد برمی گردد. زمانی که میدان لایه های فلزی به یک جهت مشابه اشاره دارد، الکترون هایی که اسپین آنها در جهت میدان است به صورت آزادانه در این لایه حرکت کرده و الکترون های دیگر پراکنده می شوند.

از سوی دیگر اگر یکی از لایه های مغناطیسی به واسطه یک سیگنال برآشفته شود، می تواند جهت را برخلاف لایه دیگر تغییر دهد که در نتیجه مقاومت را به چشمگیری افزایش خواهد داد.

امروزه اغلب هدهای اسکن در ابزارهای الکتریکی از لایه های متناوب فلزهای مغناطیسی نظیر آهن و فلزات غیر مغناطیسی نظیر کرومیوم تشکیل شده اند که هر یک تنها چند اتم ضخامت دارند. در برخی موارد منحصر به فرد قوانین عجیب فیزیک کوانتوم تجلی پیدا کرده و خواص تازه ای به چشم می خورند. پتر گرونبرگدر نتیجه دستاورد گرونبرگ در رابطه با چگونگی ذخیره مقادیر عظیم داده با تغییر میدان های الکتریکی و مغناطیسی لایه های باریک اتم ها، به افزایش ظرفیت حافظه و کارایی دستگاه های الکترونیکی کمک زیادی کرد.

این کشف پایه های لازم برای توسعه نوع جدیدی از حافظه کوچکتر و در عین با چگالی بالاتر به نام «اسپین ترونیک» را بنا نهاد. در این نوع حافظه خواندن اطلاعات از طریق تغییر اسپین الکترون ها صورت می گرفت و در ابزارهای گوناگونی از نوار ویدئویی گرفته تا MP3 پلیر و هارد دیسک کاربرد داشت.

چند سال پس از معرفی این دستاورد در «لو کروز» فرانسه نرخ افزایش حافظه هارد دیسک ها سه برابر شد و به عبارتی عصر کلان داده ها کلید زده شد.

دکتر گرونبرگ پس از دریافت نوبل مشترک فیزیک سال ۲۰۰۷ برای کشف اثر مغناطیسی بزرگ که بسیاری از آن با عنوان نوبل «آیپاد» یاد می کنند، اعلام کرد که از دریافت این جایزه چندان متعجب نشده چرا که در سال های گذشته نیز بسیاری او را مستحق دریافت آن دانسته بودند.

پتر گرونبرگ در اتوبیوگرافی خود خاطرنشان کرده که تنها در لو کروز فرانسه دکتر فرت، که به صورت مشترک با وی برنده جایزه نوبل شد، را ملاقات کرده است:

پس از مقایسه نتایج پژوهش هایمان، متوجه شدیم که به اثر مشابهی پی برده ایم.

اثر مغناطیسی بزرگ علاوه بر نوبل جوایز ارزشمندی دیگری از قبیل Future Prize ریاست جمهوری آلمان و «مخترع اروپایی سال» کمیسیون اروپا را برای وی به ارمغان آورد.پتر گرونبرگ«مرکز پژوهشی یولیش» از بزرگ‌ترین مراکز بین‌رشته‌ای در اروپا در بیانیه ای به اهمیت این دستاورد اشاره کرده است:

بدون اغراق پتر گرونبرگ و اثر مقاومت مغناطیسی بزرگ او زندگی ما را تغییر داد. بدون او کامپیوترهای مدرن و موبایل های هوشمند به آن شکلی که امروز می بینیم، وجود نداشت.

بسیاری از کارشناسان عقیده دارند که این کشف یکی از نخستین قدم ها در زمینه توسعه فناوری نانو بود که امکان توسعه و تغییر گروه های اتم در مقیاس نانومتر را فراهم کرد.

دانلود آهنگ مسعود صادقلو ما به هم میایم