Dieser 5D-Kristall speichert 360 Terabyte Daten für mehrere Milliarden Jahre

Forscher:innen haben einen fünfdimensionalen Kristall entwickelt, auf dem 350 Terabyte Daten gespeichert werden können. Die gesicherten Informationen bleiben für mehrere Milliarden Jahre auf dem Medium gespeichert. Derartige Technologien könnten etwa angewandt werden, um das Genom von Menschen oder Pflanzen für die Zukunft zu speichern.

Ein Kristall für die Ewigkeit

Als die Raumsonden Pioneer 10 und Pioneer 11 in den 1970er Jahren ins All starteten, befanden sich an Bord sogenannte „Pionierplaketten“. Dabei handelte es sich um jeweils eine goldene Plakette, auf der eine visuelle Nachricht verewigt war – unter anderem zeigten die Plaketten einen nackten Mann und eine nackte Frau sowie ein Schema des Sonnensystems. Die Idee stammte von dem US-amerikanischen Astronomen Carl Sagan – die Plaketten waren für den Fall an Bord, dass die Sonden unterwegs auf intelligentes außerirdisches Leben treffen.

Forscher:innen der University of Southampton im Vereinigten Königreich haben nun eine moderne Version dieser Pionierplaketten entwickelt. Dabei handelt es sich um einen fünfdimensionalen Kristall, der große Mengen Daten über einen sehr langen Zeitraum speichern kann. Auf diesem Kristall hat das Team dann das komplette menschliche Genom gespeichert.

„We know from the work of others that genetic material of simple organisms can be synthesized and used in an existing cell to create a viable living specimen in a lab. The 5D memory crystal opens up possibilities for other researchers to build an everlasting repository of genomic information from which complex organisms like plants and animals might be restored should science in the future allow„, so Peter Kazansky, der das Forschungsteam geleitet hat.

Informationen werden von einem Laser eingebrannt

Entwickelt wurde der Kristall am Optoelectronics Research Center (ORC) der University of Southampton. Dabei kam nanostrukturiertes Glass zum Einsatz. Die Daten werden dann mithilfe von sehr schnellen Lasern in die Struktur des Kristalls eingebrannt. Anders als 2D-Oberflächen wie Papier oder Magnetband werden bei dieser Methode zwei optische Dimensionen und drei räumliche Koordinaten genutzt um das Material zu beschreiben. So kommt es zu einer Codierung in drei Dimensionen. Der Kristall kann bis zu 360 Terabyte an Informationen über mehrere Milliarden Jahre speichern. Er bleibt dabei auch bei extrem niedrigen oder heißen Temperaturen (bis zu 1000 Grad Celsius) stabil.

Um die Fähigkeiten des Kristalls zu demonstrieren, haben die Forscher:innen das komplette menschliche Genom auf einem solchen Kristall gespeichert. Dabei handelt es sich insgesamt um mehr als drei Milliarden Buchstaben. Außerdem wurde ein Schlüssel auf den Kristall geschrieben, um sicherzustellen, dass die darauf enthaltenen Informationen in Zukunft auch genutzt werden können. Der Schlüssel enthält die universellen Elemente (Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff) sowie die vier Basen des DNA-Moleküls mit ihrer molekularen Struktur sowie ihrer Position in der DNA-Doppelhelix. „The visual key inscribed on the crystal gives the finder knowledge of what data is stored inside and how it could be used„, erklärt Kazansky.

Aktuell befindet sich der Kristall in einem Tresor in einer alten österreichischen Salzhöhle.

via University of Southampton

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