Los científicos de IBM y el Centro Alemán para la ciencia de láser de
electrones libres (CFEL) han construido
una unidad de datos magnéticos de almacenamiento que utiliza sólo doce átomos
por bits.
Ambos equipos de científicos han construido más pequeño del mundo la
unidad de almacenamiento magnético de datos. Se utiliza sólo doce átomos por
bits, la unidad básica de información, y aprieta un byte completo (8 bits) en
tan sólo 96 átomos. Un disco duro moderno, en comparación, todavía necesita más
de la mitad de mil millones de átomos por bytes. El equipo publicara su
trabajo en la revista semanal "Science". CFEL es una empresa conjunta
del centro de investigación Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, en Hamburgo,
el Instituto Max-Planck de la Sociedad (MPG) y la Universidad de Hamburgo.
Con CFEL, los socios han establecido una institución innovadora en el
campus de DESY, la entrega de investigaciones de alto nivel a través de un
amplio espectro de disciplinas, dice el director de investigación de DESY Edgar
Weckert. Los datos nanómetro unidad de almacenamiento se construyó átomo por
átomo con la ayuda de un microscopio de efecto túnel (STM) en el Almaden
Research Center de IBM en San José, California.
Los investigadores construyeron los patrones regulares de los átomos de
hierro, alineándolos en filas de seis átomos de cada uno. Dos filas son
suficientes para almacenar un bit. Un byte correspondientemente consta de ocho
pares de filas atómicas. Se utiliza sólo un área de 4 por 16 nanómetros (un
nanometro es una millonésima de milímetro). Esto corresponde a una densidad de
almacenamiento que es cien veces mayor en comparación con un disco duro
moderno, señala el profesor Sebastián
Loth de CFEL.
Los datos se escriben y son leídos en la unidad de almacenamiento nano
con la ayuda de un STM. Los pares de filas de átomos tienen dos estados posibles
magnéticos, que representan los dos valores '0 'y '1' de un bit clásico. Un
impulso eléctrico desde la punta del STM invierte la configuración magnética de
una a la otra. Un pulso más débil permite leer la configuración, aunque los
imanes nano son actualmente sólo estable a una temperatura helada de menos 268
grados centígrados (5 grados Kelvin). "Nuestro trabajo va más allá de la
tecnología actual de almacenamiento de datos", dice el prof. Loth. Los
investigadores esperan matrices de unos 200 átomos que sean estables a
temperatura ambiente. SIn embargo, aún tendrá que pasar cierto tiempo antes de
que los imanes atómicos pueden ser utilizados en el almacenamiento de datos.
Por primera vez, los investigadores han logrado dar trabajo a un tipo
especial de magnetismo para fines de almacenamiento de datos, llamado
antiferromagnetismo. A diferencia de ferromagnetismo, que se utiliza en los
discos duros convencionales, los espines de los átomos vecinos, dentro de
material de antiferromagnético están alineados en sentido opuesto, haciendo que
el material magnéticamente neutro en un nivel mayor. Esto significa que las
filas antiferromagnéticos átomo puede estar espaciadas mucho más estrechamente
sin que magnéticamente interfieran entre sí. De este modo, el científico
logrado meter bits a sólo un nanómetro de distancia.
En cuanto a la disminución de los componentes electrónicos que queríamos
saber si esto se puede conducir en el reino de los átomos individuales, explica
el Prof. Loth. Pero en lugar de la contracción de los componentes existentes en
el equipo optó por el camino contrario: "A partir de las cosas más
pequeñas - los átomos individuales - que hemos construido los dispositivos de
almacenamiento de datos de un átomo a la vez", precisa un miembro del personal
de investigación de IBM Andreas Heinrich. La precisión requerida sólo está
dominado por pocos grupos de investigación de todo el mundo.
La prueba era determinar que tan grande tenemos que construir nuestra
unidad para alcanzar el reino de la física clásica, explica el prof. Loth, que
se trasladó de IBM para CFEL hace cuatro meses. Y doce átomos surgieron como el
mínimo con los elementos utilizados. Por debajo de este umbral de los efectos
cuánticos se borra la información almacenada. Si estos efectos cuánticos de
alguna manera se pueden emplear para una
almacenamiento de datos denso es actualmente un tema de intensa
investigación.
Con sus experimentos el equipo no sólo han construido la más pequeña
unidad magnética de almacenamiento de datos, simo que también han creado un
banco de pruebas ideal para la transición desde la física clásica a la física
cuántica. "Hemos aprendido a controlar los efectos cuánticos a través de
la forma y el tamaño de las filas de átomos de hierro", explica el prof.
Loth, líder de la Max Planck Research Group dinámica de los sistemas de
nanoelectric en CFEL en Hamburgo y el Instituto Max-Planck para la
Investigación del Estado Sólido en Stuttgart, Alemania.
¿Qué separa imanes cuánticos de los imanes clásicos? ¿Cómo se comporta
un imán en la frontera entre ambos mundos? Estas son preguntas interesantes que
pronto podrían ser respondidas.
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