容量無限大のＨＤＤ

日本とロシアの理論物理学者が発見した新たな物理現象が世界的な話題になっている。コンピューター計算に基づく研究結果で、新現象を再現できる材料を開発できれば、パソコンやテレビのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の容量を無限大にできる可能性があるという。
「容量無限のＨＤＤへ一歩」。今月４日、新聞で報道された途端、九州工業大学の岸根准教授に研究結果への問い合わせが相次いだ。「早速ＨＤＤ業界から講演を依頼された。自分の研究に対して企業が連絡してきたのは初めて」（岸根准教授）。共同研究者であるロシア・ウラル州立大学のアレキサンダー・オブチニコフ准教授もテレビや新聞で紹介され、驚いているという。
岸根准教授らが発見したのは、特殊な磁気構造の材料に外部から磁力を与えると、磁力の増加に伴って電気抵抗が極端に増減するという新しい物理現象。コンピューターを使った理論計算で導き出した。現在の記録媒体は情報を「１」「０」の２種類の信号（ビット）で蓄えるが、「新理論を応用すれば、（信号の種類が無限となる）無限ビットを実現できる可能性がある」（岸根准教授）。
この新現象は電子の回転でできる微小な磁石（スピン）がらせん状に並んでつながった「カイラル磁性結晶」と呼ぶ材料で生じる。結晶中の原子と原子の間隔は10分の数ナノ（ナノは10億分の１）メートルで、原子が数百個並んだ数十ナノメートルの周期でらせん状の磁性が現れる。
らせんの進行方向と垂直な方向から磁力を与えると、その増加に伴ってらせんの周期がのびる。らせんと同じ方向に電子を流すと、らせんの周期と電子の波の周期が干渉。電子が定常波という状態になって進みにくくなり、電気抵抗が極端に増える。磁力をさらに高めて干渉が弱まると、電子が再び流れやすくなって抵抗が下がる。今回、岸根准教授らは磁性材料に与える磁力を数十ガウス（ガウスは磁力の大きさ）から徐々に増やしていくと、抵抗が上がったり下がったりを繰り返すことを理論計算で突き止めた。この現象によると、記憶材料の１カ所に大量のデータを記憶させることができ、容量無限大のＨＤＤが実現できる可能性があるという。
材料の選定など、超えなければならない課題もあるでしょうが、早く実用化して欲しいですね。