Ingenieros de la Universidad de Delaware han descubierto una nueva forma de combinar fuerzas magnéticas y eléctricas en la computación, un hallazgo que podría allanar el camino para computadoras dramáticamente más rápidas que consuman mucha menos energía.
Pequeñas ondas magnéticas crean señales eléctricas
En un estudio publicado por el Dr. Actas de la Academia Nacional de CienciasInvestigadores del Centro de Materiales Híbridos, Activos y Responsivos (CHARM) de la universidad, un centro de ciencia e ingeniería de investigación de materiales financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, informan que los magnones (pequeñas ondas magnéticas que viajan a través de sólidos) son capaces de generar señales eléctricas mensurables.
El descubrimiento sugiere que los chips de computadora del futuro podrían integrar sistemas magnéticos y eléctricos directamente, eliminando la necesidad de constantes intercambios de energía que limitan el rendimiento de los dispositivos actuales.
Cómo Magnon transmite información
La electrónica tradicional se basa en el flujo de electrones cargados, que pierden energía en forma de calor a medida que pasan por el circuito. Por el contrario, los magnones transportan información a través del “giro” sincronizado de los electrones, creando patrones ondulatorios a través de un material. Según el modelo teórico desarrollado por el equipo de la UD, cuando estas ondas magnéticas viajan a través de materiales antiferromagnéticos, pueden inducir polarización eléctrica, creando efectivamente un voltaje mensurable.
Hacia una informática ultrarrápida y energéticamente eficiente
Los magnones antiferromagnéticos pueden moverse a frecuencias de terahercios, aproximadamente mil veces más rápido que las ondas magnéticas de la materia convencional. Esta velocidad excepcional señala un camino prometedor hacia la informática ultrarrápida y de bajo consumo. Los investigadores ahora están trabajando para verificar sus predicciones teóricas con experimentos e investigar cómo interactúan los magnones con la luz, lo que podría conducir a formas más efectivas de controlarlos.
Avances en la investigación de materiales cuánticos
Este trabajo contribuye al objetivo más amplio de CHARM de desarrollar materiales cuánticos híbridos para tecnologías de vanguardia. Los investigadores del centro estudian cómo se pueden combinar y controlar diferentes tipos de materiales, como sistemas magnéticos, electrónicos y cuánticos, para crear tecnologías de próxima generación. CHARM tiene como objetivo diseñar materiales inteligentes que respondan a su entorno y permitan avances en informática, energía y comunicaciones.
El estudio fue coautor de Federico García-Gaitán, Yafei Ren, M. Benjamin Jungfleish, John Q. Jiao, Branislav K. Nikolich, Joshua Gide y Garnett W. Bryant (NIST/Universidad de Maryland). El financiamiento fue proporcionado por la Fundación Nacional de Ciencias bajo el premio DMR-2011824.
