Mecanismo capaz de guardar dados em um único átomo é descoberto

Um grupo de cientistas da Universidade de Radboud, na Holanda, descobriu um novo mecanismo para o armazenamento magnético de dados na menor unidade da matéria – um único átomo. 

Nossa vontade para armazenar dados é (quase) insaciável. Há cerca de três ou quatro anos, considerávamos que um terabyte de espaço era ridiculamente grande. No entanto, o cenário foi mudando de figura e, tendo em conta que produzimos cada vez mais informação, o armazenamento pode se revelar um problema – a menos que os cientistas arranjem uma solução.

De acordo com um novo estudo – publicado no fim do mês de setembro na Nature –, podemos estar mais perto de solucionar esse problema.

Como blocos de construção básicos de toda a matéria, os átomos são os menores objetos que podem ser utilizados para armazenar um bit (1 ou 0), diminuindo potencialmente o tamanho dos discos rígidos em cerca de mil vezes – caso a gente descubra como fazer isso.

Já foram feitos alguns progressos sobre o armazenamento de bits em átomos, mas apenas em pequena escala e em condições laboratoriais rigorosamente controladas, ou seja, em condições com temperaturas extremamente baixas. O novo – e empolgante – estudo identifica um novo mecanismo que poderá funcionar à temperatura ambiente.

Nova abordagem

Para a descoberta, explicaram os cientistas ao Live Science, os materiais se revelaram como um fator importante. A escolha recaiu sobre átomos únicos de cobalto numa camada de fósforo preto semicondutor. Outro dos aspectos fundamentais, destacaram, foi o método utilizado para magnetizar os átomos de forma a armazenar bits.

Os cientistas utilizaram uma abordagem diferente da comumente utilizada, que recorre ao spin angular do momentum – a forma como os elétrons giram enquanto orbitam em torno do núcleo.

“Em vez de utilizar esse spin angular do momentum, que os cientistas anteriores utilizaram, nós descobrirmos uma forma de gerar uma diferença na energia entre alguns dos orbitais do átomo de cobalto e agora usamos a orbital angular do momentum para a nossa memória atômica”, disse Brian Kiraly, um dos autores do estudo.

Na Mecânica Quântica, assim como na Física de Partículas, o termo spin é associado às possíveis orientações que partículas subatômicas carregadas – como prótons, elétrons e alguns núcleos atômicos – podem apresentar quando são mergulhadas em um campo magnético.

“[O dispositivo] tem uma barreira energética muito maior e pode ser viável para tornar o único átomo de memória estável à temperatura ambiente”.

“O que define um ímã permanente é o fato de possuir um polo norte e um polo sul, que permanecem na mesma orientação. Mas, quando se chega a um único átomo, os polos começam a virar e não se sabe em que direção vão apontar, simultaneamente tornam-se extremamente sensíveis ao meio ambiente”, disse um dos cientistas que participou do estudo, Alexander Khandoorians.

Aplicações futuras

Nas pesquisas conduzidas anteriormente sobre o armazenamento em um único átomo, os cientistas também recorreram a temperaturas extremamente baixas para garantir a estabilidade do átomo, cerca de 40 graus Kelvin ou -233 graus Celsius.

O novo procedimento também exigiu condições de frio extremo para funcionar; no entanto, os cientistas previram que no novo mecanismo os átomos não seriam tão sensíveis a elevações de temperatura como nos métodos restantes.

Por enquanto, a descoberta fica ainda no campo das possibilidades e pode levar algum tempo até que os cientistas consigam levar esse “princípio de prova” do laboratório até o próximo computador.

No entanto, os indícios são promissores, especialmente os novos materiais e métodos utilizados que podem solucionar o grande problema de manter os átomos magnetizados e estáveis durante um período suficiente para torná-los úteis.

Os avanços podem até demorar algum tempo para se efetivarem na tecnologia atual, porém, quando acontecer, poderemos guardar todas as fotografias e vídeos que quisermos, sem que o espaço seja um problema – imagine um terabyte em um único smartphone.

Ciberia // ZAP

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