Ciencia

Espintrónica: Ni Cara, ni Cruz

Nuevas perspectivas sobre un material propicio para ordenadores cuánticos o fuentes de flujo espinorial

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28-02-2009
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Quizás la aplicación más conocida relacionada con el espí­n es la tomografí­a de espí­n nuclear. Los fí­sicos se esperan grandes avances de la espintrónica. ¿Pero qué es eso? La espintrónica es una tecnologí­a que no sólamente se basa en la carga del electrón como la electrónica usual, sino también en la rotación alrededor de sí­ mismo de los electrones y núcleos atómicos. Quizás la aplicación más conocida relacionada con el espí­n es la tomografí­a de espí­n nuclear. Los fí­sicos se esperan grandes avances de la espintrónica. ¿Pero qué es eso? La espintrónica es una tecnologí­a que no sólamente se basa en la carga del electrón como la electrónica usual, sino también en la rotación alrededor de sí­ mismo de los electrones y núcleos atómicos.
A esta propiedad de dar vueltas alrededor de si mismo se le llama espín y conlleva una propiedad física asociada llamada momento magnético, por lo que a veces también se habla de magnetoelectónica. El espín cuántico de partículas elementales en realidad es una versión un poco más abstracta que lo descrito anteriormente, teniendo el electrón por ejemplo, un espín intrínseco que existe básicamente en dos variantes: espín “hacia arriba“ o espín “hacia abajo“.
 
Esto permite que se pueda utilizar como medio de información binaria. En discos duros los espines ya se suelen utilizar para almacenar información digital. A donde se quiere llegar es a poder utlizar las propiedades genuinamente cuánticas del espín, como son la superposición o el entrelazamiento de estados cuánticos. En una superposición cuántica por ejemplo el espín de una partícula es una mezcla de estados “hacia arriba“ y “hacia abajo“ con unas carácteristcas particulares cuánticas.
 
Aprovechando estas propiedades se espera no sólo poder hacer ordenadores más rápidos, más pequeños y más eficientes energéticamente, sino poder construir componentes completamente nuevos que puedan unificar diferentes funciones como almacenamiento, lógica y comunicación. Una idea popular que va en esa dirección es el ordenador cuántico. Para su realización los físicos están buscando nuevos materiales y fenómenos que permitan controlar el flujo espinorial.
 
Ahora a un equipo de científicos del “Centro de Investigación Jülich“ les ha sido posible medir por primera vez de forma directa el espín de los electrones en un material donde se da el efecto llamado “efecto Hall cuántico de espín“, efecto que fue predicho teóricamente en el 2004 y observado por primera vez en el 2007.
 
Lo que han encontrado es sorprendente: los flujos espinoriales se mueven sin estímulo exterior por la propia estructura interna del material. El flujo de información ocurre sin pérdidas incluso si hay pequeñas impurezas. Con esto se ha avanzado en el camino hacia la construcción de un ordenador cuántico o una fuente de flujos espinoriales.
 
 
 
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