Almacenar bits en átomos individuales, un importante paso adelante para los científicos
La concepción, el desarrollo o la mejora de nuevas técnicas para almacenar información digital es uno de los campos de investigación científica de más rápido crecimiento, también porque el almacenamiento de datos digitales se ha convertido en una de las necesidades más urgentes entre las empresas de tecnología más grandes en los últimos años del mundo.
En cuanto a los discos duros y otros tipos de memoria en el mercado, nos acercamos cada vez más al almacenamiento máximo en una determinada medida espacial, lo que pondría un fuerte límite al crecimiento tecnológico de estos medios.
Almacene los bits directamente en los átomos individuales
¿Y si pudiera almacenar bits directamente en átomos individuales? Podría ampliar la capacidad máxima de almacenamiento actualmente alcanzable miles de veces.
¿Cómo se puede hacer esto? Se podrían aprovechar los momentos angulares de los electrones alrededor del núcleo del átomo. Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft dio un nuevo paso adelante en esta dirección.
Momentos angulares de electrones
Los momentos angulares de los electrones son aquellos movimientos de rotación alrededor del núcleo o de rotación sobre su eje que realizan los electrones en los átomos. La rotación alrededor del núcleo se denomina «momento angular orbital», mientras que la rotación alrededor de su eje se denomina «momento angular de giro» o, en pocas palabras, «giro».
El enfoque teórico predice que estos movimientos podrían usarse para almacenar información porque, por ejemplo, la rotación orbital puede ser realizada por el electrón en sentido horario o antihorario.
Estos son dos estados diferentes que, por lo tanto, pueden representar el 0 y el 1 de un bit. Lo mismo se aplica también al giro que puede tener lugar en dos direcciones de rotación.
Hay un pequeño problema
En teoría, por tanto, se podrían almacenar 2 bits en un solo átomo pero hay un problema, como explica Sander Otte, investigador al frente del estudio: cuando la dirección del momento orbital se invierte, la dirección del espín también cambios en paralelo y viceversa.
Los investigadores pudieron crear un método para invertir solo la dirección orbital sin afectar la dirección del giro. Utilizaron un fenómeno conocido como «efecto Einstein-de Haas»: la inversión de la rotación orbital puede compensarse con una rotación ambiental muy pequeña.
En este caso, esta rotación puede realizarse mediante la pieza de metal a la que pertenece el mismo átomo. Por tanto, se crea una geometría ideal para manipular el magnetismo atómico, algo que muy pocas veces ocurre de forma espontánea en la naturaleza.
¿Sigue siendo ciencia ficción?
El almacenamiento de bits en átomos individuales todavía parece ser ciencia ficción, pero este descubrimiento infunde un poco más de confianza: “El resultado principal es que hemos dado un paso más en nuestra capacidad para controlar átomos e incluso electrones que orbitan alrededor de ellos. Este es un objetivo maravilloso en sí mismo ”, explica Otte.
