Лед хранит ценные для науки сведения о прошлых эпохах, но его можно было бы использовать и для передачи сообщений в двоичном коде. Китайские ученые открыли способ записи и извлечения информации с помощью пузырьков воздуха, меняя их форму и расположение в толще льда. Такие сообщения могут храниться в течение длительного времени, их легко визуализировать и считывать, утверждают исследователи.
Когда вода замерзает, газ внутри нее формирует воздушные карманы. Эти пузырьки имеют яйцевидную (если лед замерзает быстро) или игольчатую форму, если лед замерзает медленно. Имея возможность чередовать скорость замерзания льда, можно было бы создать бинарную форму записи информации. Именно так и поступили исследователи из Пекинского технологического института.
Ученые рассмотрели несколько подходов, но двоичный код оказался наиболее эффективным. Он позволяет хранить в десять раз больше информации, чем азбука Морзе, пишет ZME Science.
«Поскольку положение и форма пузырьков определяются скоростью замерзания, можно вручную контролировать скорость замерзания, чтобы манипулировать формой и распределением пузырьков во льду», — сказал Сун Мэнцзе, руководитель научной группы.
Чтобы проверить эту идею, он и его коллеги залили воду тонкими слоями между прозрачными листами и заморозили ее с помощью тщательно контролируемой холодной пластины. Регулируя скорость образования льда, они смогли менять размеры, форму и наслоение образующихся воздушных пузырьков. Также ученые выяснили, что внезапное увеличение скорости замораживания путем понижения температуры пластины приводит к формированию одного слоя пузырьков. Это позволяет создавать слои информации, где каждый слой пузырьков — отдельное сообщение.
Затем исследователи построили систему декодирования. Она состоит из камеры, делающей черно-белые снимки фрагментов льда, и компьютерной программы, считывающей расположение и яркость пузырьков. На основании этих данных ПО реконструирует сообщение.
На сегодня емкость такого способа хранения данных весьма скромная — несколько предложений на кубик льда. Но ученые говорят, что систему можно сделать более эффективной и масштабировать. Они утверждают, что в конечном итоге хранение льда может стать жизнеспособным методом в холодных условиях полюсов, глубоких пещер или криогенных лабораторий.
«В холодных регионах использование пузырьков воздуха в качестве средства доставки и хранения сообщений требует меньше энергии, чем телекоммуникации, и менее заметно, чем бумажные документы», — сказал Сун.
