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Lunes, 30 enero 2017
Ingenería

Grabación magnética mediante luz y sin generar calor

Un intenso pulso de luz corto puede registrar datos sobre una capa magnética de un material especial. El novedoso mecanismo sobrepasa en prestaciones a alternativas ya disponibles, permitiendo las operaciones de escritura y lectura magnéticas más rápidas hasta la fecha, todo ello acompañado por una carga de calor tan baja que no tiene precedentes.

 

El logro es obra de científicos de la Universidad Radboud, en la ciudad neerlandesa de Nimega, y la Universidad de Bialystok, en Polonia.

 

Bastantes expertos opinan que la grabación de datos fiable, barata y rápida será tan crucial para la economía del siglo XXI como lo fue el petróleo en el siglo XX. El registro magnético se desempeña bastante bien en ese sentido, pero los centros de datos sufren un creciente problema de sobrecalentamiento debido a la demanda cada vez más aguda de almacenamiento en la nube. Se necesita mucha energía para refrigerar sus procesadores. El sistema HAMR (por las siglas en inglés de Heat Assisted Magnetic Recording), la última innovación en la grabación magnética, no solucionará este problema. Al contrario: como su nombre indica, utiliza el calor de un pulso de láser para acelerar el proceso de grabación. Por esta razón, un registro magnético superveloz que no produzca calor y no necesite electroimanes se ha convertido en el santo grial de la actual investigación fundamental y aplicada acerca del magnetismo.

 

Para poder resolver el problema del sobrecalentamiento, se necesitaría un medio con una absorción óptica baja. Para metales con muchos electrones libres, la absorción de luz (y por tanto el calentamiento del material) es algo inevitable. Esto significa que para poder reducir el calentamiento, es preciso utilizar un material dieléctrico. En la nueva investigación, el equipo de Alexey Kimel modificó un material conocido como YIG por las iniciales de sus componentes en inglés y que es esencialmente una versión sintética del granate, una piedra preciosa.

 

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El nuevo sistema permite efectuar grabaciones magnéticas con luz y sin calor. (Imagen: Radboud University / Bialystok University)

 

Es imposible registrar información a través de luz sobre YIG normal. Pero con las modificaciones introducidas por Kimel y sus colegas, el material resultante vio incrementada su sensibilidad a la excitación óptica. La luz puede cambiar el movimiento orbital de los electrones en los iones y por tanto afectar al magnetismo. Los experimentos coinciden por completo con lo que esperaban los científicos.

 

Cambiando la polarización del pulso láser, es posible guiar la magnetización neta en el YIG modificado, o, en otras palabras, escribir bits magnéticos 0 y 1 a voluntad. Este mecanismo supera a otras alternativas ya disponibles, permitiendo el evento de escritura-lectura magnética más rápido de la historia, menos de 20 picosegundos, acompañado de una carga de calor extremadamente baja.

 

Kimel tuvo problemas para conseguir financiación para este proyecto porque su idea era considerada demasiado exótica para ser verdad. Ahora, la demostración de su sistema demuestra que tenía razón desde el principio.

 

Este nuevo tipo de grabación magnética no se aplicará probablemente a los ordenadores personales; el salto tecnológico es muy grande y menos justificado en ellos que en los grandes centros de datos. Es en estos donde el sistema resultará ser una opción interesante. Otro uso posible podría ser la grabación de datos a temperaturas muy bajas. La electrónica superconductora y los ordenadores cuánticos carecen de un sistema de memoria de alta velocidad que pueda registrar datos a temperaturas por debajo de 10 Kelvin (-263 grados centígrados). Hasta ahora, esto era un obstáculo muy preocupante para la computación superconductora.

 

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