చాలా పదార్థాలు ఒకసారి నలిగిన కాగితంపై ముడతలు వంటి పదార్థ జ్ఞాపకశక్తిలో ఏమి జరిగిందనే దాని గురించి సమాచారాన్ని నిల్వ చేస్తాయి. ఇప్పుడు, పెన్ స్టేట్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తల నేతృత్వంలోని ఒక బృందం నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో, కొన్ని పదార్థాలు మునుపటి వైకల్యాల క్రమం గురించి జ్ఞాపకాలను నిల్వ చేయడానికి అంతర్లీన గణితాన్ని ఎలా ఉల్లంఘిస్తాయో కనుగొన్నారు. పరిశోధకుల అభిప్రాయం ప్రకారం, ఈ రోజు (జనవరి 29) కనిపించే కాగితంలో వివరించిన ఈ పద్ధతి జర్నల్‌లో సైన్స్ అడ్వాన్సెస్కలయిక తాళాల నుండి కంప్యూటింగ్ వరకు యాంత్రిక వ్యవస్థలలో సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి కొత్త మార్గాలను ప్రేరేపించగలదు.
పెన్ స్టేట్ ఎబెర్లీ కాలేజ్ ఆఫ్ సైన్స్ మరియు రీసెర్చ్ టీం లీడర్ లో భౌతికశాస్త్రం అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ నాథన్ కైమ్ ప్రకారం, కొన్ని పదార్థాలు జ్ఞాపకాలు ఏర్పడతాయి, ఇది సింగిల్ డయల్ కాంబినేషన్ లాక్ లాగా పనిచేస్తుంది. లాక్‌తో, డయల్‌ను సవ్యదిశలో తిప్పడం మరియు ఒక నిర్దిష్ట క్రమంలో అపసవ్య దిశలో తిరగడం ఫలితాన్ని ఇస్తుంది – లాక్ ఓపెనింగ్ – ఇది డయల్ ఎలా తరలించబడిందనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అదేవిధంగా, రిటర్న్-పాయింట్ మెమరీ ఉన్న పదార్థాల కోసం, సానుకూల మరియు ప్రతికూల వైకల్యాల మధ్య ప్రత్యామ్నాయం పరిశోధకులు చదవగల లేదా తొలగించగల క్రమం యొక్క జ్ఞాపకశక్తిని వదిలివేస్తుంది.
“ఈ మెమరీ నిర్మాణం యొక్క అదే అంతర్లీన విధానం లేదా గణితం కంప్యూటర్ హార్డ్ డ్రైవ్‌ల మాగ్నెటైజేషన్ నుండి సాలిడ్ రాక్‌లో దెబ్బతినడానికి వ్యవస్థలను వివరించగలదు” అని కీమ్ చెప్పారు, అతని పరిశోధనా బృందం ఇటీవల అదే గణితాన్ని అస్తవ్యస్తమైన ఘనపదార్థాలలో నిల్వ చేసిన జ్ఞాపకాలను కూడా వివరిస్తుందని చూపించింది, దీనిలో కణాల అమరిక యాదృచ్ఛికంగా అనిపిస్తుంది కాని వాస్తవానికి గత వైకల్యాల గురించి వివరాలు ఉన్నాయి.
రిటర్న్-పాయింట్ మెమరీ సానుకూల లేదా ప్రతికూల అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రత్యామ్నాయం లేదా ఒక వైపు నుండి ఒక పదార్థంపై లాగడం వంటి బాహ్య శక్తి యొక్క దిశ లేదా “డ్రైవింగ్” పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఏదేమైనా, శక్తి ఒక దిశలో మాత్రమే సంభవించినప్పుడు పదార్థాలు రిటర్న్-పాయింట్ మెమరీని రూపొందించలేవు. ఉదాహరణకు, కీమ్ మాట్లాడుతూ, కార్లు దానిపై డ్రైవ్ చేస్తున్నప్పుడు వంతెన కొద్దిగా కుంగిపోవచ్చు, కాని కార్లు పోయిన తర్వాత అది పైకి వంగదు.
“రిటర్న్-పాయింట్ మెమరీ కోసం గణిత సిద్ధాంతాలు ఈ ‘అసమాన’ డ్రైవింగ్ ఒక దిశలో మాత్రమే ఉంటే మేము క్రమాన్ని నిల్వ చేయలేమని చెప్తుంది” అని కైమ్ చెప్పారు. “కాంబినేషన్ లాక్ డయల్ అపసవ్య దిశలో తిరిగేటప్పుడు సున్నా దాటలేకపోతే, అది కలయికలో ఒక సంఖ్యను మాత్రమే నిల్వ చేస్తుంది. అయితే ఈ రకమైన అసమాన డ్రైవింగ్ వాస్తవానికి, ఒక క్రమాన్ని ఎన్కోడ్ చేయగలిగినప్పుడు మేము ఒక ప్రత్యేక కేసును కనుగొన్నాము.”
పరిశోధకులు ఒక పదార్థంలో ఒక క్రమాన్ని ఎన్కోడ్ చేయగల పరిస్థితులను అన్వేషించడానికి కంప్యూటర్ అనుకరణల శ్రేణిని చేశారు. బాహ్య చోదక శక్తి యొక్క పరిమాణం మరియు ధోరణితో పాటు, అది ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుందో, అవి మెమరీ ఏర్పడటాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో మరియు ఎన్కోడ్ చేసిన క్రమం యొక్క పొడవును ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి. అలా చేయడానికి, పరిశోధకులు వ్యవస్థ యొక్క భాగాలను ఉడకబెట్టారు – ఘనంలోని కణాలు లేదా అయస్కాంతంలోని సూక్ష్మ డొమైన్లు వంటివి – హిస్టెరాన్స్ అని పిలువబడే నైరూప్య అంశాలు.
“హిస్టెరోన్స్ అనేది బాహ్య పరిస్థితులకు వెంటనే స్పందించని వ్యవస్థ యొక్క అంశాలు, మరియు గత స్థితిలో ఉండగలవు” అని పెన్ స్టేట్‌లో భౌతిక శాస్త్రంలో బ్యాచిలర్ డిగ్రీ సంపాదించిన పరిశోధన సమయంలో అండర్ గ్రాడ్యుయేట్ ట్రావిస్ జలోవిక్ అన్నారు కాగితం. “కాంబినేషన్ లాక్ యొక్క భాగాలు డయల్ యొక్క మునుపటి స్థానాలను ఎలా ప్రతిబింబిస్తాయో, మరియు డయల్ ఇప్పుడు ఉన్న చోట కాదు. మా మోడల్‌లో, హిస్టెరాన్లు రెండు సాధ్యమైన రాష్ట్రాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు ఒకదానితో ఒకటి లేదా వ్యతిరేకంగా పని చేయగలవు, మరియు ఈ సాధారణీకరించిన మోడల్ దీనికి వర్తించేలా చేస్తుంది సాధ్యమైనంత ఎక్కువ వ్యవస్థలు. “
మోడల్‌లోని హిస్టెరాన్లు సహకార మార్గంలో సంకర్షణ చెందుతాయి, ఇక్కడ ఒకదానిలో మార్పు మరొకటి మార్పును ప్రోత్సహిస్తుంది, లేదా సహకార రహిత “నిరాశ చెందిన” మార్గంలో, ఇక్కడ ఒకదానిలో మార్పు మరొకటి మార్పును నిరుత్సాహపరుస్తుంది. నిరాశ చెందిన హిస్టెరోన్స్, జలోవిక్ వివరించారు, అసమాన డ్రైవింగ్ ఉన్న వ్యవస్థలో క్రమాన్ని ఏర్పడటానికి మరియు తిరిగి పొందటానికి కీలకం.
“నిరాశకు మంచి ఉదాహరణ ఒక బెండి గడ్డి, ఇది చిన్న బెలోలను కలిగి ఉంది, ఇది కూలిపోతుంది లేదా తెరవబడుతుంది” అని కీమ్ చెప్పారు. “మీరు గడ్డి చివర్లలో ఒక చిన్న మొత్తాన్ని లాగి, ఆగిపోతే, ఒకరు తెరిచి ఉంటారు, మరియు అది తెరిచి ఉండటం అంటే ఇతరులు అలా చేయరు. ఒకదానిలో మార్పు వ్యవస్థలోని ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది.
సహకార పరస్పర చర్యలతో ఉన్న వ్యవస్థలు డ్రైవింగ్ సుష్టంగా ఉంటే – ప్రత్యామ్నాయ దిశలతో మాత్రమే క్రమాన్ని ఎన్కోడ్ చేయగలవని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. ఏది ఏమయినప్పటికీ, ఇతర పరిస్థితులు నెరవేర్చినంతవరకు, అసమాన డ్రైవింగ్‌తో ఎన్కోడ్ చేసిన క్రమాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒకే జత విసుగు చెందిన హిస్టెరాన్స్ సరిపోతుంది.
“నిజమైన పదార్థంలో విసుగు చెందిన హిస్టెరాన్లను కనుగొనడం అస్పష్టంగా ఉంది” అని కీమ్ చెప్పారు. “ఇది గమనించడం చాలా కష్టం, ఎందుకంటే తరచుగా నిరాశ యొక్క సంతకం ఏదో జరగదు. మేము కనుగొన్న ప్రవర్తన చాలా అరుదు, కానీ ఇది నిజమైన పదార్థంలో గొంతు బొటనవేలులా నిలుస్తుంది, కాబట్టి ఇది మాకు చూడటానికి కొత్త మార్గాన్ని ఇస్తుంది నిరాశతో మరియు అధ్యయన సామగ్రి కోసం, ఈ ప్రత్యేకమైన జ్ఞాపకశక్తితో కృత్రిమ వ్యవస్థలను రూపొందించడానికి ఇది ఒక మార్గం అని మేము భావిస్తున్నాము, సరళమైన యాంత్రిక వ్యవస్థలతో ప్రారంభమవుతుంది అసమాన కలయిక లాక్. “
ఈ ఫలితాలు పదార్థాలు మరియు యాంత్రిక వ్యవస్థలలో సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి, గుర్తుకు తెచ్చుకోవడానికి మరియు తొలగించడానికి కొత్త మార్గాలను ప్రేరేపిస్తాయని పరిశోధకులు అంటున్నారు.
“ఈ మెమరీ యొక్క ఒక ముఖ్య ఆస్తి ఏమిటంటే, అతిపెద్ద వైకల్యం మరియు ఇటీవలి వైకల్యం రెండింటినీ నిల్వ చేయడం హామీ ఇవ్వబడింది” అని కీమ్ చెప్పారు. “మీరు జ్ఞాపకాల క్రమాన్ని నిల్వ చేసే వ్యవస్థను తయారు చేయగలిగితే, మీరు దానిని ఒక నిర్దిష్ట చరిత్రను ధృవీకరించడానికి కాంబినేషన్ లాక్ లాగా ఉపయోగించవచ్చు లేదా మీరు గతం గురించి రోగనిర్ధారణ లేదా ఫోరెన్సిక్ సమాచారాన్ని తిరిగి పొందవచ్చు. వాటి గ్రహించే యాంత్రిక వ్యవస్థలపై ఆసక్తి పెరుగుతోంది పరిసరాలు, గణనలను నిర్వహించండి మరియు మెమరీపై మంచి అవగాహన ఈ అవకాశాలను విస్తరిస్తుంది. “
కీమ్ మరియు జలోవిక్లతో పాటు, పరిశోధనా బృందంలో చికాగో విశ్వవిద్యాలయంలో గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి lo ళ్లో లిండెమాన్ ఉన్నారు, ఇప్పుడు జాన్స్ హాప్కిన్స్ విశ్వవిద్యాలయంలో మిల్లెర్ పోస్ట్‌డాక్టోరల్ ఫెలో. యుఎస్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ నుండి నిధులు, పెన్ స్టేట్ ష్రెయర్ హానర్స్ కాలేజ్ మరియు పెన్ స్టేట్ స్టూడెంట్ ఎంగేజ్‌మెంట్ నెట్‌వర్క్ ఈ పనికి మద్దతు ఇచ్చాయి.
