Hur mycket väger data?

Fråga

Jag har en gammal diskussionsfråga som fortfarande brukar spöka på småtimmarna. Ökar ett minne i vikt när man lägger in data? Är det i så fall fråga om magnetism och skiljer det sig mellan olika lagringsmedia?

Äntligen kommer jag att få ett svar. Skönt att ni är tillbaka, lycka till i fortsättningen!

Lars Johansson, Vallentuna

Svar

Intressant fråga. Men jag antar att den måste delas upp för olika lagringsmedia. En hårddisk lagrar data med hjälp av magnetism, precis som du säger. Ett minne, däremot, använder sig av elektrisk laddning.

Vi kan nog börja med att konstatera att en hårddisk aldrig är tom eller full. Vare sig den lagrar ettor eller nollor är båda data och bör alltså inte ge någon viktskillnad.

Men om vi ska ta det från början har varje atom en egenskap som kallas ett magnetiskt dipolmoment, vilket betyder att den fungerar som en liten stavmagnet, med en nordpol och en sydpol. I ett ferromagnetiskt material, den typ som används för att lagra data i en magnetisk hårddisk, tenderar intilliggande atomer att inrikta sig parallellt med varandra, så att deras nordpoler pekar  i samma riktning.

Detta leder till bildandet av magnetiska domäner, små grupper av atomer som alla är riktade åt samma håll – varje domän är som en liten stavmagnet. Tänk till exempel att en magnetisk domän vars nordpol pekar mot läshuvudet representerar en etta, och en grupp av atomer som pekar bort från huvudet representerar en nolla. Moderna enheter använder GMR (giant magnetoresistance) i stället, men det handlar ändå om data baserad på riktningen hos magneter.

Magneter innehåller olika mängder energi beroende på om de är riktade åt samma eller olika håll. Och enligt Einstein har energi massa, så i teorin bör det alltså bli en viktförändring när data på hårddisken förändras. Den är dock så liten att den inte är mätbar.

När det gäller flashminnen kan man föra ett liknande resonemang. Men här lagras data med hjälp av elektroner. Minnet består av särskilda transistorer, en per lagrad bit, som använder fångade elektroner för att skilja mellan en digital etta och en nolla.

Antalet elektroner i flashminnet förändras inte när den lagrade datan ändras, men de fångade elektronerna har däremot ett högre energivärde än de fria, vilket även det enligt Einsteins berömda E=mc²-formel innebär att de har högre massa. Inte heller denna viktförändring är naturligtvis mätbar med dagens teknik.

Det här var en synnerligen lekmannamässig och ovetenskaplig genomgång Jag ser fram emot en livfull debatt och gärna att någon professor i fysik griper in och rättar mina eventuella felaktigheter…