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Científicos de IBM y el Centro Alemán para la Ciencia Laser de Electrones Libres (CFEL) han construido la unidad de almacenamiento de datos más pequeña del mundo. Con sólo doce átomos por bits (la unidad básica de información), comprimiendo un byte entero (8 bits) en tan sólo 96 átomos. Un disco duro moderno, en comparación, todavía necesita más de mil millones de átomos por byte.

La unidad de almacenamiento se construyó átomo por átomo con la ayuda de un microscopio de efecto túnel (STM) en el Almaden Research Center de IBM en San José, California. Los investigadores construyeron un patrón regular con losátomos de hierro , alineándolos en filas de seis átomos de cada uno, utilizando sólo un área de 4 por 16 nanómetros (un nanómetro es una millonésima de milímetro). “Esto corresponde a una densidad de almacenamiento que es 300 veces mayor en comparación con un disco duro moderno “, explica Sebastián Loth de CFEL.

Los investigadores lograron esto con un tipo especial de magnetismo para el almacenamiento de datos, llamado antiferromagnetismo  (donde el giro de electrones en direcciones opuestas entre sí hace que los materiales sean magnéticamente neutros). Y que a diferencia del ferromagnetismo, que se utiliza en los discos duros convencionales, éste permite una separación mucho más cercana entre los átomos, sin que interfieran magnéticamente entre sí. Logrando empaquetar los bits a un sólo nanómetro de distancia.

Los datos se escriben y se leen con la ayuda de un STM.  Un impulso eléctrico desde la punta del STM invierte la configuración magnética de uno a otro para el almacenamiento y un pulso más débil permite leer la configuración.

Los doce átomos que surgieron como mínimo, ya que por debajo de este umbral, los efectos cuánticos borran la información almacenada y aunque los imanes nano actualmente sólo son estables a una temperatura helada de menos 268 grados centígrados, con sus experimentos, el equipo no sólo han construido la unidad más pequeña de almacenamiento de datos,  sino que también han creado un área de estudio ideal para la transición desde la física clásica a la física cuántica. “Hemos aprendido a controlar los efectos cuánticos a través de la forma y tamaño de las filas átomo de hierro”  explica Loth.

Este gráfico muestra la precisión atómica del antiferromagnético a escala atómica con la punta de un microscopio de efecto túnel. Los átomos de hierro se colocan sobre una superficie de nitruro de cobre y obligado por dos átomos de nitrógeno (barras azules) en un arreglo regular separados por un átomo de cobre (amarillo).

El equipo público su trabajo en la revista Science este viernes (13 de enero de 2012).

Fuente: Science 

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