سوالی که یک مدت خیلی توی شبکه های مجازی پیچیده بود این بود که آیا جرم(چون مقاله محوریت علمی داره به جای استفاده از وزن، از جرم استفاده میکنم(وزن برابر با حاصل ضرب جرم و شتاب گرانش است، W=mg))هاردی که هیچ اطلاعاتی توش وجود نداره با جرم هاردی که پر است متفاوت است یا خیر؟جواب هم بله است هم خیر حالا چجوری؟ حتما توی ادامه با من همراه باشید.
در جواب این سوال باید بگم که، شیوه کار کردن وسیله های ذخیره اطلاعات باهم متفاوت است یعنی HDD ها اطلاعات رو به صورت دو قطبی های مغناطیسی ذخیره میکنند به طوری که اگر حوزه های مغناطیسی به طرف بالا باشند چیزی که ذخیره میشود (1) است و اگر رو به پایین باشند چیزی که ذخیره میشه (0) است.(شیوه ذخیره اطلاعات توضیح مفصلی داره که اگه سرچ بزنید منابع خیلی خوبی برای این موضوع پیدا میکنید) به همین علت توی این مدل هارد دیسک ها هرچقدر هم که اطلاعات ذخیره شود جرم اون تغییری نمیکنه، البته یکسری تغییر انرژی هایی صورت میگیره که از طریق فرمول های ریاضی و فیزیک میشه محاسبشون کرد که جلوتر این انرژی رو حساب میکنیم و اون رو به گرم تبدیل میکنیم، عدد ها خیلی جالبن :).
برای حساب کردن انرژی یک هارد در نظر میگیرم که یک هارد دیسک دارای 10 گرم کبالت باشد و با استفاده از عدد مگنتون بور (Bohr magneton) میتوان به طور تقریبی محاسبه کرد که 10 به توان 23 (23^10) تا الکترون داریم و فاصله بین حوزه های مغناطیسی رو یک دهم میکرومتر در نظر میگیریم و با جایگزاری این اعداد و چند عدد دیگه میتونیم نتیجه بگیریم که انرژی وقتی که همه حوزه های مغناطیسی به یک سمت باشیند به تقریب برابر با -5 ژول است و وقتی که یکی در میان مخالف یکدیگر باشند 5 ژول است. حالا بیاید این انرژی رو به جرم تبدیل کنیم،(این بخش رو خودتون هم میتونید انجام بدید) با استفاده از فرمول E=mc^2 میتونیم به یک عددی تقریبا برابر با ده به توان منفی 14 (-14^10) گرم میرسیم که برابر با عدد زیر است:
0.00000000000001 گرم = 10 فمتوگرم
بله عدد بسیار بسیار بسیار کوچک است :)
اولا که بگم اصطلاح هارد دیسک برای بکار بردن برای اینجور وسیله ها اشتباه هست ولی خب بیاید مسیر اشتباه رو پیش بگیریم، هارد دیسک های دیگه مثل SSD و فلش هایی که همگی استفاده میکنیم شیوه ذخیره اطلاعات متفاوتی دارند، به طوری که برخلاف HDD ها این نوع هارد دیسک ها از ترانزیستور هایی استفاده میکنند که با الکترون پر میشوند و با پر و خالی شدن آن ها بیت هارو برای ما درست میکنند و اطلاعات رو ذخیره میکنند. پس برخلاف HDD ها ما اینجا با چیزی سر و کله میزنیم که واقعا جرم دارد! توی ادامه قصد دارم تغییر جرم برای یک فلش 4 گیگابایتی رو محاسبه کنم.
برای محاسبه این تغییر جرم روش های متفاوت تری وجود داره که اینجا از این فرمول استفاده میکنیم وگرنه فرمول های دیگه هم میشه استفاده کرد چونکه داریم با یک جسم(الکترون) سر و کله میزنیم و فرمول های متفاوتی براش وجود داره. این فرمول یکم فرمول فیزیک کوانتومی ای هست، انرژی ای که هر cell اشغال میکنه به تقریب برابر 100 نانومتر است و وقتی توی این فرمول جایگذاری کنیم عدد ده به توان -23 به دست میاد که این فقط برای یک الکترون هست و هنگامی که همه cell ها کامل شارژ شده باشند هر cell به تقریب 10 به توان 3 تا 10 به توان 5 الکترون وجود دارد. در ادامه وقتی همه عدد هایی که داریم رو توی فرمول ها جایگزاری کنیم به عددی تقریبا نزدیک به 200nJ میرسیم که وقتی به گرم تبدیلش کنیم تقریبا برابر با 2 * 10 به توان -21 میرسیم.
بله اعدادی که از هردو فرمول به دست اوردیم واقعا بسیار بسیار بسیار کوچک است ولی تجربه جالبی از اعدادی است که توی دنیای واقعی و اطرافمون باهاش سر و کار داریم، دقیقا مثل همین الان که دارید این متن رو میخونید و احتمالا کلی اطلاعات در حال نوشتن و خونده شدن از روی هارد دیسک شما هست.
خیلی ممنون که این مقاله رو خوندید، حتما نظرتون رو برام بنویسید و برای حمایت کردن من میتونید منو توی شبکه های مجازی دیگه دنبال کنید یا هم اگه دوست داشتید میتونید من رو یک قهوه مهمون کنید :)❤
توضیحات اضافه:
خب من نه فیزیکدان هستم نه ریاضیدان من صرفا یکم کنجکاوم و چیزای جالب رو سعی میکنم سرچ کنم و اینم وقتی سرچ کردم دیدم موضوع جالب و قشنگ و جذابیه برای دونستن و چون مطلب فارسی زیادی براش پیدا نکردم تصمیم گرفتم از مقالات انگلیسی یک مقاله فارسی رو بنویسم که کامل و خوب باشه، امیدوارم توی این کار موفق بوده باشم ولی نکته ای که باید راجع به این مقاله در نظر بگیرید این است که سر این اعداد صددرصد تفاوت هایی وجود داره و هرکسی یک جوری این هارو ممکنه محاسبه بکنه و توی جستجو های خودم هم عدد های متفاوتی میشه دید که افراد مختلف به دست اوردند.(که میتونید توی منابع بهشون دسترسی داشته باشید)
و این هم اضافه کنم که اگه متن اشتباه علمی ای داره و جایی رو دارم اشتباه میکنم میتونید از طریق لینک هایی که گذاشتم با من ارتباط برقرار کنید و بگید که من مشکل رو برطرف کنم.
منابع:
https://www.ellipsix.net/blog/2009/04/how-much-does-data-weigh.html
https://www.ellipsix.net/blog/2011/11/how-much-does-data-weigh-in-flash-memory.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Bohr_magneton
https://physics.stackexchange.com/questions/31326/is-a-hard-drive-heavier-when-it-is-full
