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Jul 12 2014

Almacenamiento de datos con mayor velocidad

El almacenamiento de datos mediante la luzEl uso de la luz como portadora de información llega en este siglo con el dominio del comportamiento de las sub partículas atómicas y la aplicación de una de sus propiedades llamada spin

Los discos duros actuales almacenan la información mediante el uso de la orientación de los campos magnéticos proporcionando valores de 0 y 1 lógico según estén orientados los polos norte y sur. Lo anterior se logra mediante una cabeza magnética la que se encarga, según el valor eléctrico que le llega desde los circuitos manipuladores, de organizar la orientación de los campos magnéticos en las superficies de los discos duros para lograr cadenas de bits que luego son interpretados como datos.


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La velocidad de escritura lectura de datos está en su límite

[AdSense-C]La velocidad para lograr la orientación de los campos magnéticos está en dependencia de la fortaleza de esos campos y ese límite ya se ha alcanzado con la tecnología actual pero el número de bits necesarios para los datos se ha ido incrementando a gran velocidad en los últimos años mientras que la velocidad de escritura-lectura ha crecido a duras penas.

Hoy se necesita de un cambio en la tecnología para crear un bit y  lograr el almacenamiento de datos de forma más rápida así como su acceso y para ello se está desarrollando un proyecto que elevará la velocidad de escritura-lectura miles de veces mediante el uso del una corriente de spin.

Qué es el la corriente de spin para almacenar datos

Los físicos usan una propiedad especial de los electrones conocida como giro (spin en inglés) que es una propiedad de las partículas subatómicas por la cual toda partícula elemental tiene un momento angular que es fijo un valor fijo.

En la imagen se representa un protón (color naranja) y la flecha azul señala el movimiento de rotación o giro llamado spin.

movimiento  spin de las partículas subatómicas
En base a esa propiedad de las partículas subatómicas los científicos logran cambios en las propiedades magnéticas de los materiales mediante la aplicación de pulsos de laser ultra rápidos los que generan un flujo de electrones con el mismo spin en un material. Como resultado se logra una corriente de spin que cambia las propiedades magnéticas del material en esas zonas.



Qué velocidad se alcanzará en la escritura lectura de datos con el uso del spin atómico

El tiempo para lograr el cambio en la magnetización del material base está en el orden de los 100 femtosegundos y un femtosegundo  es la milbillonésima parte de un segundo lo cual es 1000 veces más rápido que la velocidad actual en la escritura-lectura de datos.

La fotónica es el futuro cercano para la transferencia y análisis de datos

Todo lo anterior apunta hacia un desarrollo futuro de los chips de computadoras basado en la óptica y sobre lo cual se trabaja hoy.

La fotónica está recibiendo el apoyo en millones de dólares  de muchas empresas para las investigaciones de ese campo en diferentes universidades del mundo desarrollado por las grandes ventajas, el abaratamiento de los soportes electrónicos, la gran capacidad de almacenamiento y la velocidad todo en espacios muy reducidos lo que es vital en las investigaciones aeroespaciales y la salud.

Esta será la era subatómica y el uso de la luz como portadora de información en la sustitución de la corriente eléctrica a través de conductores de cobre y otros materiales para la interconexión de los diferentes circuitos de las actuales máquinas computadoras incluidos los dispositivos móviles, consolas de juego y otros basados en chips de memoria y procesamiento de datos.

El uso de la luz y el silicio para el procesamiento de datos lograrán reducir drásticamente el calor generado en esos procesos, y aumentarán las distancias sin pérdidas en la velocidad de transferencia.


Fuentes de información

Artículo original:

Speeding up data storage by a thousand times with ‘spin current’de ScienceDialy  del  10  de Julio de 2014

Referencias:

  1. Eindhoven University of Technology
  2. A. J. Schellekens, K. C. Kuiper, R.R.J.C. de Wit, B Koopmans. Ultrafast spin-transfer torque driven by femtosecond pulsed-laser excitationNature Communications, 2014; 5 DOI: 10.1038/ncomms5333

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