La rotació de l'electró i la seva capacitat per emmagatzemar dades

No va ser fins fa ben poc que, en parlar de física quàntica, la imaginació va deixar de volar a paratges futuristes i de ciència ficció per convertir-se en una cosa més real. Lluny d'arribar a la profecia dels ordinadors quàntics, almenys de moment, els avenços de l'investigador d'origen romanès Marius Costache, doctor en física de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), l'han fet mereixedor del prestigiós guardó IUPAP Young Scientist Medal a l'àrea de magnetisme. Un reconeixement a l'excel·lent potencial de la cursa de joves investigadors.

Costache forma part actualment de l'equip de científics de l'institut català dins del programa Ramón y Cajal. Però la seva trajectòria és internacional. Ha comptat amb una beca postdoctoral al Massachusetts Institute of Technology (MIT) i, prèviament, havia obtingut un doctorat a la Universitat de Groningen, Holanda. Ha estat en aquesta última i a l'ICN2 on els fruits de la seva investigació l'han fet mereixedor del guardó concedit a principis del mes de juliol passat pels seus avenços en el camp de l'espintrònica.
El concepte sembla complicat, no obstant, la seva aplicació pot revolucionar el camp de l'electrònica en termes d'emmagatzematge i processament d'informació. Aquesta tecnologia emergent, inscrita dins de la física quàntica, tracta de manipular l'espín de l'electró. Un concepte que, de forma senzilla, és possible definir com l'orientació de l'electró entès com a esfera. "La major part de l'electrònica d'avui en dia basa l'emmagatzematge d'informació en moure l'espín de l'electró des d'una posició a dalt a una altra a baix. Així, s'aplica en dispositius com transistors o telèfons mòbils" explica Costache, no sense abans especificar que atès que l'espín pot posicionar cap amunt o avall. "Els científics intentem manipular", comenta amb tota naturalitat.

Doncs bé, si la major part de l'electrònica d'avui en dia es basa en emmagatzemar informació gràcies al espín, amunt o avall, la seva analogia és l'1 i el 0. El que permet l'espintrònica, tenint en compte que l'electró és una esfera, és orientar l'espín (on s'emmagatzema la informació) en qualsevol direcció. En conseqüència "si pots orientar-lo en qualsevol direcció, cada punt d'aquesta esfera es converteix en un punt de dades i, per tant, podria tenir una capacitat d'emmagatzemar infinits punts de dades" simplifica el científic. Així doncs, un dispositiu basat en transistors formats per electrons als quals se'ls aplica l'espintrònica implicaria un gran avenç en emmagatzematge d'informació.

L'altra gran avantatge d'aquesta ciència basada en la física quàntica es troba en el processament de la informació. Els ordinadors i dispositius són cada vegada més ràpids, però l'investigador considera que aquesta escalació tindrà un límit. Científics i enginyers treballen per trobar formes alternatives de processar informació, i és aquí on la espintrònica es posiciona com a alternativa per aquest processat. I és que requereix de menys energia per canviar la direcció de l'electró i, per tant, el processament. De fet, assegura Costache, "ja hi ha professionals treballant per fer diferents tipus de memòries RAM magnètiques basades en aquesta disciplina".
Precisament els avenços de la investigació de Costache se centren, d'una banda, en el desenvolupament d'un mètode per excitar l'espín de l'electró que permeti transportar informació basant-se en l'espintrònica d'una manera més eficient energèticament. I d'altra banda, una cosa tan bàsica com aconseguir una font d'espín d'electrons que sigui eficient per les seves característiques.
L'investigador assegura que en els propers deu anys es trobarà aquesta disciplina aplicada als dispositius electrònics, aconseguint així una mida molt menor per a l'emmagatzematge d'informació i un processat molt més eficient.

Encara que ara continua amb aquest treball a l'ICN2, el científic va investigar ni més ni menys que al MIT. "Em van recomanar canviar de camp per al postdoctorat" assegura Costache. Així, la seva investigació, que no ha passat desapercebuda, es va centrar en l'electrònica de superconductors i va desenvolupar un dispositiu per detectar radiació com, per exemple, la còsmica.
Ara, assegura que el següent pas és provar l'espintrònica en diferents materials. "De moment fem servir el silici, però hi ha molts reptes, cal explorar com es comporta". I l'exemple del material promesa no es va fer esperar, el científic parla del grafè: "És important perquè l'espín en aquest material pot sobreviure un llarg període de temps" diu, entusiasmat per la seva propietat bidimensional. "Has d'estar segur que l'espín pot sobreviure en ell. Altres materials tenen propietats interessants com que l'espín pugui viatjar per la superfície". En qualsevol cas, per poder emmagatzemar informació en uns aparells electrònics cada vegada més petits queden per explorar els diferents materials en què aplicar-la.


Font: El Mundo