Nobels Fysikpris till vetenskaplig forskning inom datateknologi!

Albert Fert från Frankrike och Peter Grünberg från Tyskland delar årets Nobelpris i fysik för en upptäkt de gjorde, var och en på sitt håll, för 19 år sedan ... 1988!

Upptäckten har haft mycket stor betydelse för lagringstekniken i modern tid och en av de gruper som haft massor att vinna på den är vi som jobbar med digital bildlagring.
GMR, på svenska jättemagnetoresistans, som tekniken kom att kallas ligger till grund för bland annat möjligheten att krympa ned magnetiska lagringsmedia i storlek.
Som exempel på tillämpningen kan nämnas pyttesmå MP3-spelare av iPod-typ och det faktum att vi i våra bärbara datorer idag har större lagringsdisk än vad man för några år sedan ens trodde var möjligt.

Det är självklart inte lätt att förklara tekniken enkelt och med några få ord, men för att göra ett försök så kan man säga att farbröderna kom på att man kunde sila magnetiska partiklar med hjälp av en annan magnetkonstruktion.

Det finurliga med att kunna lagra ned våra data, t.ex. bildfiler, på en disk är att vi genom att förvandla elektriska imulser till magnetisk laddning försätter dessa data i vila.
Vi kan överföra våra ettor och nollor från att vara laddningar av elektricitet till att utgöras av små magnetfält, som faktiskt i princip ligger där de ligger tills vi anropar dem igen. Det är därför du kan lägga undan en hårddisk, strömlös i månader eller år, och ändå finna att den information du lagt där finns kvar när du nätansluter den igen.

Hur går det då till?
Jo, elektricitet utgörs enkelt uttryckt av en ström av elektroner och en av dess egenskaper är att den i sig själv är magnetisk, antingen pekar den s.a.s. upp eller ned.
Pekar elektronen åt det ena hållet så tolkas den som en etta, eller "laddad, och åt det andra hållet som en nolla, eller oladdad.
En laddad elektron, en etta, genererar i lagringsögonblicket ett magnetfält på din hårddisk med en riktning och en oladdad, en nolla, följaktligen ett magnetfält med en motsatt riktning.

Exempel: Du bearbetar en svartvit bild och en av pixlarna i den - förmodligen ett stort antal, men här exemplifierar vi bara - är helt vit. Detta indikeras i datorns värld av 8 stycken på varandra följande ettor. När denna pixels färgton skall kommuniceras skickar datorn 8 ettor efter varandra, d.v.s. 8 stycken laddade elektroner, som tas emot och tolkas av den enhet de skickats till.

Hur omvandlas informationen då till stillaliggande magnetfält på hårddiskens magnetskivor, och tillbaka?
Det är här pristagarnas upptäkt kommer in i bilden, men den brittiske fysikern William Thomson var den på spåren redan i mitten av 1800-talet.

Och som den utomordentligt fysik- och fotointresserade knasboll jag är måste jag här skjuta in en liten parentes.

William Thomson, Lord kelvin of Largs
William Thomson föddes i Irland 1824 och var en framstående matematiker, fysiker och uppfinnare. Han flyttade under sin livstid till Largs i Ayshire, Skottland och adlades 1982 och blev därmed Baron Kelvin of Largs.
Och nu kanske du förstår ... Baron Kelvin gav oss också beteckningen för den värmeskala som vi använder för att ange ljusets färgtemperatur när vi fotograferar.

Men tilbaka då till hur det går till.
Liksom Lord Kelvin på sin tid intresserade sig Fert och Grünberg mycket för att se hur magnetfält kunde påverka elektrisk ström.
De fann att den magnetiskt laddade elektronen hade mycket lättare att ta sig igenom ett magnetfält som var laddat "åt samma håll" som elektronen själv än ett som hade motsatt laddning.
Genom att placera två magnetskikt invid varandra, varav det ena kunde växla riktning på sin laddning beroende på hur magnetfälten på hårddisken var vända, skapades en sil som - om magnetfälten var vända åt samma håll släppte igenom elektronerna med samma magnetiska "riktning" ... om magnetfältet på hårddisken å andra sidan vände det rörliga magnetfältet så bromsades elektronen.

På så sätt genererades en etta = ström går fram respektive en nolla = ström hindras från att komma vidare.

Klicka för en större bild!
På den yttersta toppen på hårddiskens läshuvud sitter den lilla anordning som utför detta blixtsnabba och komplicerade arbete i praktiken, här i stor förstoring. Den lilla kloss som avbildas på bilden är i verkligeheten ungefär 2 mm utmed sin längsta sida.

Klicka för en större bild!

Bilden fotograferades f.ö. med Nikons nya 105 mm macro och deras blixtsystem för närbildsfoto.

Håkan Mossberg