예, 하드 디스크의 디지털 데이터에는 질량이 있습니다.
오늘날의 세상에서 데이터는 왕입니다. 당신이 보는 곳마다, 데이터는 어떤 형태로든 저장되고 있습니다. 옛날에는 어떤 종류의 데이터가 종이 형태로 저장되었을 때, 몇 킬로그램의 종이 (또는 데이터)가 사용되거나 저장되는지에 대해 쉽게 정량화 할 수있었습니다. 그러나 오늘날의 세계에서는 그러한 비교가 다소 어리 석습니다. 엄청난 양의 데이터조차도 하드 디스크에 저장 될 수 있기 때문에 과거에는 완전히 상상할 수 없었습니다. 그러나 질문은 여전히 남아 있습니다.이 저장된 모든 데이터는 질량이 있습니까? 대답하기 전에 하드 디스크에 데이터를 저장하고보기 방법을 자세히 살펴 보겠습니다.
하드 디스크 작동 방식
하드 디스크에는 데이터를 읽고 쓰는 데 도움이되는 몇 가지 부분이 있습니다. 하드 디스크의 첫 번째 주요 부분은 platter, 입니다. 자기 재료로 만든 원형 판입니다. 플래터는 수십억 개의 작은 지역으로 나뉩니다. 플래터의 각 영역은 자화 (1) 또는 탈마성 (0)으로 만들 수 있습니다. 이러한 형태의 메모리가 자화 된 이유는 전원 공급 장치가 없더라도 이러한 형태의 메모리가 안전하게 유지되기 때문입니다.
(사진 크레딧 :Surachit/Wikimedia Commons)
하드 디스크에 저장된 데이터는 자화 및 탈지기가 어디서나 발생할 수있는 우연한 것이 아닙니다. 컴퓨터는 나중에 데이터를 찾을 수 있도록 순서대로 데이터 저장을 전달합니다. 비트의 데이터는 트랙 로 알려진 플래터에 존재하는 원형 경로에 저장됩니다. . 각 트랙은 부문 로 알려진 작은 섹션으로 더 나뉩니다. . 컴퓨터에는 하드 드라이브의 어떤 섹터에 데이터가 있고 그렇지 않은지에 대한 자세한 맵이 있습니다. 따라서 데이터를 작성하거나 액세스해야 할 때마다지도를보고 적절한 조치를 취합니다.
read write head 라는 작은 자석을 움직이는 팔 메커니즘이 있습니다. 정보를 기록하거나 저장하기 위해 플래터를 넘어서 앞뒤로. 또한 모든 것을 제어하고 하드 드라이브와 컴퓨터의 나머지 부분 사이의 링크 역할을하는 전자 회로도 있습니다.
실제 중량
자,“무게”데이터가 있는지 여부에 대해 아는 거의 모든 사람에게 물어보십시오. 그러나 물리학 자나 과학에 관련된 사람을 알고 있다면 그들의 대답은 조금 다를 수 있습니다. 모든 실질적인 이유로, 우리는 하드 디스크의 무게가 증가하지 않는다고 말할 수 있지만,이 "무게"를 고려하는 측정 척도에 따라 그 진술에 의문을 제기 할 수 있습니다. 순전히 정확하고 과학적인 관점에서, 무게는 10-14 그램으로 변하며, 이것이 아래에서 어떻게 계산되는지 알 수 있습니다.
.모든 원자에는 자기 쌍극자 모멘트로 알려진 특정 속성이 있습니다. . 자기 쌍극자 모멘트 이론은 모든 원자가 북쪽과 남극이있는 작은 바 자석처럼 작용한다고 말합니다. 플래터가 만들어지는 자기 재료는 ferromagnetic 재료 입니다. . 강자성 물질의 자화 과정은 데이터가 작성 될 때 모든 노스 폴이 한 방향으로 정렬되는 경향이 있다는 것입니다. 이것은 특정 원자 그룹이 모두 한 방향으로 자기 적으로 정렬되는 자기 도메인의 형성으로 이어진다. 원자 의이 자기 도메인이 독서 헤드를 향해 정렬되는 경우, 설정 비트 (1)을 나타냅니다. 독서 머리에서 멀어지면 미세 비트 (0)이라고합니다.
자석처럼 작용하는 각 원자는 원자가 정렬되었는지 또는 정렬되지 않은지에 따라 일정량의 에너지를 가지고 있음을 이해하는 것이 중요합니다. 물리 법칙에 따르면, 자기 쌍극자 쌍의 에너지는 다음과 같습니다.
우리는 두 개의 자기 쌍극자가 생성하는 에너지의 양을 알았으므로, 우리는 그림에 하나의 방정식을 가져와야합니다. Albert Einstein의 악명 높은 방정식 e =mc2 외에는 없습니다. . 이제이 방정식은 어떻게 디지털 데이터를 찾는 데 중요한 역할을합니까? 위의 방정식이 도입되는 이유는 질량이 중력과 상호 작용하여 체중이있는 물체의 효과를 생성하는 것처럼 중력을 가진 에너지 커플도 체중을 줄 수 있음을 보여주기 때문입니다. 따라서, 가능한 두 가지 자기 정렬 사이의 에너지 차이를 취하고 결과 답변을 C2로 나누면, 우리는 동등한 디지털 데이터를 얻습니다.
.
(이미지 크레딧 :flickr)
디지털 데이터가 채워짐에 따라 하드 드라이브의 질량 변화에 대한 대략적인 변화에 어떻게 접근했는지 궁금 할 것입니다. 우리가 데이터를 저장하려는 재료의 선택으로 10 그램의 코발트를 섭취한다고 가정 해 봅시다. 각 원자에 의해 기여되는 자기 쌍극자 모멘트는 단일 자유 전자를 통해 제공됩니다. 단일 전자에서 첨가 된 자기 쌍극자 모멘트는 bohr magnetron 와 같습니다. . Bohr Magnetron은 원자 물리학에서 물리적 상수입니다. 궤도 또는 스핀 각 운동량으로 인한 전자의 자기 모멘트를 표현하기위한 천연 단위입니다 (여기서 매달려 있으면 상황이 더 쉬워집니다).
.
Niels Bohr. (사진 크레딧 :공개 도메인 / 위키 미디어 커먼즈)
그것은 1023 개의 전자가 있음을 의미합니다 (계산을 저장하겠습니다). 1TB 하드 디스크는 약 400cm2에 1012 개의 도메인에 가깝습니다. 각 도메인에 4 개의 인접 도메인이 있다고 가정하면 모두 동일한 방향으로 정렬 된 경우 -5J가 발생하고 모두 정렬 된 경우 +5J가됩니다. 이 값을 위의 방정식에 연결하고 C2로 나누면 10-14 그램의 효과적인 질량 차이를 얻습니다. 그것이 우리가 디지털 데이터가 엄청나게 적더라도 질량을 가지고 있음을 증명하는 방법입니다!
