Espintrónica, seria alternativa a la electrónica convencional.
¿A quién no se le ha apagado el ordenador sin haber guardado los datos?, ¿Quién no sufre esperas mientras inicia su ordenador?. La nanotecnología puede ser la solución a estos y a otros muchos problemas. Su solución puede estar en la denominada “Espintrónica”. Bajo este nuevo vocablo, incluimos una nueva tecnología en la cual ya no sólo importa la carga eléctrica vinculada a los electrones, sino también su momento de espín. Los electrones presentes en los materiales sólidos tienen una propiedad fundamental conocida como “espín” (rotación).
La electrónica convencional codifica los datos informáticos basados en un sistema binario de unos y ceros, dependiendo de si los electrones circulan o no dentro del material. Pero, por principio, la dirección en que un electrón gira - en un sentido o en el otro - puede también ser utilizada como información. Así que la espintrónica puede efectivamente permitir a las computadoras almacenar y transferir el doble de datos por electrón. Una vez que un campo magnético empuje un electrón en un sentido de rotación, mantendrá el sentido de rotación hasta que otro campo magnético provoque el cambio. Este efecto se puede utilizar para tener acceso muy rápidamente a información almacenada magnéticamente durante una operación informática - incluso si la corriente eléctrica se ha interrumpido entre dos sesiones de trabajo. Los datos se pueden almacenar permanentemente y están casi inmediatamente disponibles en cualquier momento, sin ser necesario un prolongado proceso de arranque.
La espintrónica explotaría esta propiedad, utilizando semiconductores magnéticos. A largo plazo, los avances en espintrónica podrían conducir a la enormemente potente informática cuántica. Un equipo de investigación de la Universidad de Florida creó hace algunos años uno de los primeros semiconductores magnéticos, utilizando fosfito de galio mezclado con manganeso, cuyas propiedades eran medibles a temperatura ambiente y que supusieron el primer paso hacia esta nueva tecnología. Un paso hacia una nueva raza de chips informáticos que combinarán memoria con proceso de información y aptitudes fotónicas, una tecnología llamada “magneto resistive random access memory” (memoria de acceso aleatorio magneto resistiva), o M-RAM.
Tags: chips informáticos, espín, espintrónica, informática cuántica, magneto resistive random access memory, nanotecnología, semiconductores magnéticos
Sindicación
2006-11-13 a las 9.50 pm
Muy interesante, pero la explicación en base a la rotación del electrón es errónea. Los electrones son partículas puntuales (hasta donde sabemos) y no giran. El spin es un número cuántico que se puede asociar, sí, a operaciones de rotación, pero en un espacio matemático que no es el espacial que conocemos (y en el cual, por ejemplo, se necesitarían dos vueltas completas y no una sola para que el electrón volviese al mismo estado que al principio).
Para evitar estas complicaciones con la analogia del giro, yo propondría explicar el concepto de spin en base a una \
2006-11-13 a las 9.51 pm
Muy interesante, pero la explicación en base a la rotación del electrón es errónea. Los electrones son partículas puntuales (hasta donde sabemos) y no giran. El spin es un número cuántico que se puede asociar, sí, a operaciones de rotación, pero en un espacio matemático que no es el espacial que conocemos (y en el cual, por ejemplo, se necesitarían dos vueltas completas y no una sola para que el electrón volviese al mismo estado que al principio).
Para evitar estas complicaciones con la analogia del giro, yo propondría explicar el concepto de spin en base a una propiedad que apunta en un sentido o en otro, porque además de ser igualmente fácil de entender, nos permite ver la naturaleza vectorial del operador de spin, y de paso reconstruir la idea de estado que podría aprovechar la computación cuántica, diciendo que un estado es el sentido en que apunta el spin del electrón.
Y ahora ya sí que me lanzo a la piscina. Dadas las propiedades cuánticas de las partículas subatómicas y aquello de los q-bits, ¿no sería más eficaz usar para la spintrónica partículas con spin mayor que 1/2? El electrón, con ese s=1/2, sólo tiene dos sentidos, según lo que he expuesto más arriba, o sea, dos estados, que se pueden denotar por + (Sz=+1/2) y por - (Sz=-1/s, siendo Sz la proyección del spin en una dirección arbitrariamente llamada z). Las partículas con s=1, por ejemplo, tienen tres estados: Sz=-1, Sz=0, Sz=+1, si mal no recuerdo de mis años estudiando mecánica cuántica…
2006-11-15 a las 9.08 am
Sin duda alguna, M@k tiene razón. Desde el punto de vista clásico, el concepto de espín siempre ha estado relacionado con el momento angular intrínseco de una partícula y por eso quizá se asocie con una rotación sobre sí misma. Pero el espín es algo más complejo, fue introducido en 1925 para explicar determinadas propiedades observadas en los espectros atómicos, y que aparece únicamente de manera natural en las teorías cuánticas relativistas. En cualquier otro caso siempre acaba introduciéndose de manera “artificial”.
Respecto de la utilización de partículas con más de dos estados de espín, podríamos comentar que sería, sin duda alguna, un desarrollo espectacular de la espintrónica y de la computación cuántica en general. A mi parecer la idea va por utilizar inicialmente el electrón ya que en electrónica es la partícula estrella y posteriormente indagar en la idea que has propuesto.