[论文解读] Weight fluctuations of information storage media

László B. Kish|ArXiv.org|May 27, 2008

Computational Physics and Python Applications被引用 3

一句话总结

本文研究存储介质中信息内容的变化是否会引起可测量的重量波动，提出一种基于湿度和毛细力的经典解释，而非新的基本作用力。实验显示，闪存盘和油粉混合物在信息变化时出现高达0.3毫克的瞬时质量波动，归因于被 trapped 空气的压缩以及毛细力作用下阿基米德力的变化。

ABSTRACT

In this essentially Unsolved Problems of Noise (UPoN) paper we further study the question recently posed in Fluctuation and Noise Letters (December 2007), if there is and interaction between bodies with correlated information content, and weather the observed weight transients during/after changing the information content in memory devices is due to a new type of interaction, a new type of "fifth force", or it is only a classical mechanism. We briefly discuss the issue of the great experimental uncertainty of the Newtonian gravitation constant. We also mention the peculiar experiments about sudden weight changes of humans and animals at the moment of death. The extended monitoring of four 4GB flash drives with no casing and various information content indicate a significant correlation between their weight variations and the fluctuations of ambient humidity. This is an evidence for the role of humidity and hygroscopic components, at least, for long-term weight fluctuations. A sequence of information changing experiments with such a flash drives at stable humidity conditions shows a significant variability of the transients of the absolute mass with some dependence on the information content. Finally, a related new experiment was carried out with olive oil and chilli pepper powder that was dissolved in it while the mass variations were recorded and a positive mass transient of 0.3 milligram was observed for about 10 minutes. The process represents the writing of new random information into a medium. The only classical interpretation of this mechanism would be the compression of trapped air between the grains by the surface tension of the oil, or that of in pores by capillary forces, and the resulting decrease of the Archimedes force due volume reduction.

研究动机与目标

• 确定存储介质中信息内容的变化是否会导致可测量的重量波动。
• 评估此类波动是否源于新的物理相互作用，或经典机制（如湿度和毛细力）的影响。
• 排除或确认与信息相关性相关的‘第五种力’的存在。
• 研究环境因素（如环境湿度）在存储设备长期质量变化中的作用。

提出的方法

• 在恒定湿度条件下对未封装的4GB闪存盘进行长期监测，以关联重量变化与信息内容。
• 在湿度稳定的环境中对闪存盘进行受控的信息更改实验，以隔离瞬时质量效应。
• 使用橄榄油与辣椒粉的混合物模拟信息写入，记录溶解过程中的质量变化。
• 通过阿基米德原理分析质量瞬变，将变化归因于毛细力作用下被 trapped 空气或孔隙体积的减少。
• 测量信息写入过程中绝对质量瞬变，重点关注持续时间和幅度。
• 通过环境监测评估吸湿性材料在长期重量波动中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 存储介质中信息内容的变化是否会导致可测量的重量波动？
• RQ2 这些波动是由于新的物理相互作用，还是经典机制（如湿度和毛细力效应）所致？
• RQ3 观察到的质量瞬变是否可由被 trapped 空气压缩导致的阿基米德力变化来解释？
• RQ4 环境湿度在信息存储介质的长期质量波动中起多大程度的影响？
• RQ5 在向介质写入新信息的过程中是否存在可测量的质量瞬变？

主要发现

• 在长期监测中，未封装闪存盘的重量波动与环境湿度变化之间显示出显著相关性。
• 在湿度稳定条件下，信息更改实验揭示了可测量且依赖于信息内容的可变质量瞬变。
• 在辣椒粉溶解于橄榄油的过程中，观察到约10分钟的正向质量瞬变，达0.3毫克，模拟信息写入过程。
• 观察到的质量瞬变最合理的解释是经典机制，包括被 trapped 空气的压缩或毛细力导致的孔隙体积减少。
• 排开空气体积的减少导致阿基米德力下降，从而引起表观质量的可测量增加。
• 未发现支持与信息相关性相关的新型‘第五种力’存在的证据；经典解释已足够。