Actualizado 11/05/2022 17:47

Nuevas propiedades del magnetismo pueden cambiar nuestros ordenadores

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Circuito integrado - PIQSELS

   MADRID, 11 May. (EUROPA PRESS) -

   Científicos proponen usar el magnetismo en lugar de los electrones para procesar información y mantener el desarrollo de computadoras más baratas y más potentes, comprometido por el calor que producen.

   "La función de una computadora consiste en enviar corriente eléctrica a través de un microchip. Si bien la cantidad es pequeña, la corriente no solo transportará información sino que también contribuirá a calentar el chip. Cuando tienes una gran cantidad de componentes apretados, el calor se vuelve un problema. Esta es una de las razones por las que hemos llegado al límite de cuánto se pueden encoger los componentes. Una computadora basada en magnetismo evitaría el problema del sobrecalentamiento", dice el profesor Kim Lefmann, del departamento Física de la Materia Condensada, del Instituto Niels Bohr (NBI) y la Universidad de Copenhague. Su estudio se publica en la revista Nature Communications.

   "Nuestro descubrimiento no es una receta directa para hacer una computadora basada en el magnetismo. Más bien, hemos revelado una propiedad magnética fundamental que se debe controlar, si se desea diseñar una computadora de este tipo", añadió en un comunicado.

   Para comprender el descubrimiento, es necesario saber que los materiales magnéticos no tienen necesariamente una orientación uniforme. En otras palabras, las áreas con polos norte y sur magnéticos pueden coexistir. Estas áreas se denominan dominios, y la frontera entre un dominio del polo norte y sur es el muro del dominio.

   Si bien la pared del dominio no es un objeto físico, tiene varias propiedades similares a las de las partículas. Es un ejemplo de lo que los físicos denominan cuasipartículas, es decir, fenómenos virtuales que se asemejan a partículas.

   "Está bien establecido que uno puede mover la posición de la pared del dominio aplicando un campo magnético. Inicialmente, la pared reaccionará de manera similar a un objeto físico que está sujeto a la gravedad y acelera hasta que impacta contra la superficie de abajo. Sin embargo, otras leyes aplicarse al mundo cuántico", explica Kim Lefmann.

   "A nivel cuántico, las partículas no son solo objetos, también son ondas. Esto también se aplica a una cuasipartícula, como una pared de dominio. Las propiedades de onda implican que la aceleración se ralentiza a medida que la pared interactúa con los átomos en los alrededores. Pronto, la aceleración se detendrá por completo, y la posición de la pared comenzará a oscilar".

   Un fenómeno similar se observa para los electrones. Aquí, se conoce como oscilaciones de Bloch en honor al físico suizo-estadounidense y premio Nobel Felix Bloch, quien las descubrió en 1929.

   En 1996, los físicos teóricos suizos sugirieron que posiblemente podría existir un paralelo con las oscilaciones de Bloch en el magnetismo. Ahora, poco más de un cuarto de siglo después, Kim Lefmann y sus colegas lograron confirmar esta hipótesis. El equipo de investigación ha estudiado el movimiento de las paredes de dominio en el material magnético CoCl2 · 2D2O.

   "Sabíamos desde hace mucho tiempo que sería posible verificar la hipótesis, pero también comprendimos que requeriría acceso a fuentes de neutrones. Excepcionalmente, los neutrones reaccionan a los campos magnéticos a pesar de no estar cargados eléctricamente. Esto los hace ideales para estudios magnéticos", dice Kim Lefmann.

   Las fuentes de neutrones son instrumentos científicos a gran escala. En todo el mundo, solo existen unas veinte instalaciones y la competencia por el tiempo de haz es feroz. El equipo solo ahora ha logrado obtener suficientes datos para satisfacer a los editores de Nature Communications.

   "Tuvimos tiempo de haz en NIST en EE.UU. e ILL en Francia respectivamente. Afortunadamente, las condiciones para la investigación magnética mejorarán enormemente a medida que la ESS (Fuente Europea de Espalación) entre en funcionamiento en Lund, Suecia", dice Kim Lefmann.

   Para aclarar, enfatiza que aunque se trate de mecánica cuántica, una computadora basada en magnetismo no sería un tipo de computadora cuántica. "En el futuro, se espera que las computadoras cuánticas puedan abordar tareas extremadamente complicadas. Pero incluso entonces, seguiremos necesitando computadoras convencionales para la informática más ordinaria. Aquí es donde las computadoras basadas en el magnetismo podrían convertirse en alternativas relevantes mejores que las computadoras actuales", concluyó.

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