Materiales electromagnéticos modificarán la lógica de los ordenadores

Que el magnetismo y la electricidad son dos caras de la misma moneda es algo constatado desde hace casi 150 años. Lo que aún trae de cabeza a los investigadores es la forma de utilizar el comportamiento eléctrico de un material para influir en su comportamiento magnético, o viceversa.

Gracias a una nueva investigación de un equipo internacional liderado por el Laboratorio Nacional Argonne, dependiente del Departamento de Energía de Estados Unidos (EEUU), ese hallazgo podría estar más cerca.

Según explica Argonne en un comunicado, los físicos han trabajado con materiales electromagnéticos, los cuales despertaron su interés por el hecho de que sus propiedades magnéticas y eléctricas están unidas entre sí.

Debido a que este vínculo físico permite potencialmente el control del comportamiento magnético con una señal eléctrica o viceversa, la investigación ha permitido desarrollar nuevos métodos para conseguir ese dominio.

El resultado es un nuevo enfoque de acoplamiento electromagnético cruzado que podría ser decisivo en el futuro de la tecnología informática. Así, si hasta ahora las actualizaciones de hardware no pasan de procesadores que poco a poco van ganando más núcleos, tarjetas gráficas más rápidas o dispositivos de almacenamiento con mayor capacidad, el revelador hallazgo sería capaz de dar un salto significativo en este ámbito.

El compuesto EuTiO3

En palabras de Philip Ryan, físico del Advanced Photon Source (APS), uno de los centros de investigación dependientes de Argonne, “la electricidad y el magnetismo están íntimamente acoplados, son la misma entidad”. Tan seguros están de ello que su investigación está diseñada para “acentuar el acoplamiento entre los parámetros eléctricos y magnéticos para alterar sutilmente la estructura del material”.

Para llevarlo a cabo se han centrado en el compuesto EuTiO3 (óxido de europio-titanio), el cual tiene una estructura atómica simple, por lo que se adapta especialmente bien al experimento. “El europio y titanio se combinan para controlar las dos propiedades”, explica Ryan. De esta forma, la posición del titanio influye en el comportamiento eléctrico, mientras que el europio genera la naturaleza magnética. “Hay una responsabilidad compartida en el comportamiento del acoplamiento del sistema”, matiza el físico.

Confirmado el hallazgo, se ha establecido la base para futuras investigaciones. En ello han contribuido numerosas organizaciones, como la Fundación Nacional de Ciencias estadounidense o el Consejo de Investigaciones de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) del Reino Unido. Sin embargo, el peso del proyecto recae en el Laboratorio Nacional Argonne, el primer centro de investigación en ciencia e ingeniería de EEUU.

Memorias de nueva generación

En concreto, el nuevo enfoque podría ser un paso clave en el desarrollo de la próxima generación de memorias de almacenamiento, en la mejora de los sensores de campo magnético y para muchas otras aplicaciones. Sin embargo, queda todavía un largo camino por recorrer para traducir estos hallazgos en dispositivos comerciales.

Destaca sobre todo su aplicación al almacenamiento, con posibles memorias eléctricas y magnéticas. Las primeras, como las que se usan actualmente en el campo de la electrónica, permiten a los ordenadores escribir datos de forma rápida y muy eficaz. Las magnéticas, por su parte, tienen una eficiencia energética menor, pero son extraordinariamente resistentes.

“Cuanto más aprendemos sobre electromagnetismo, más nos acercamos hacia lo mejor de ambos mundos”, subraya Ryan. Debido a que los parámetros eléctricos y magnéticos están tan fuertemente ligados en estos materiales, los ingenieros también podrían utilizarlos en el futuro para crear memorias no binarias.

Para el físico del APS, “en lugar de tener sólo un '0' o '1', existiría una gama más amplia de valores diferentes”. “Mucha gente está intentando imaginar cómo sería una lógica así”, sentenció.