Descubrimiento une magnetismo y electricidad para tecnología más rápida

Ingenieros de la Universidad de Delaware realizaron un hallazgo que podría transformar la tecnología de computación al conectar las fuerzas magnéticas y eléctricas a través de los magnones, pequeñas ondas magnéticas que transportan información sin necesidad de corriente eléctrica. Este avance podría dar lugar a computadoras que operen a velocidades significativamente mayores y con un consumo energético reducido.

En un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores del Centro de Materiales Híbridos, Activos y Responsivos (CHARM), un centro de investigación financiado por la National Science Foundation, informaron que los magnones son capaces de generar señales eléctricas medibles dentro de materiales antiferromagnéticos. Este descubrimiento sugiere que los futuros chips de computadora podrían integrar sistemas magnéticos y eléctricos de manera directa, eliminando la necesidad de un intercambio constante de energía que limita el rendimiento de los dispositivos actuales.

Magnones: La nueva forma de transmitir información

A diferencia de la electrónica tradicional, que depende del flujo de electrones cargados que pierden energía en forma de calor al moverse a través de circuitos, los magnones transportan información mediante el "giro" sincronizado de los electrones, creando patrones de ondas en el material. Según modelos teóricos desarrollados por el equipo de la UD, cuando estas ondas magnéticas se desplazan a través de materiales antiferromagnéticos, pueden inducir polarización eléctrica, generando así un voltaje medible.

Hacia una computación ultrarrápida y eficiente

Los magnones antiferromagnéticos pueden moverse a frecuencias de terahercios, lo que equivale a ser aproximadamente mil veces más rápidos que las ondas magnéticas en materiales convencionales. Esta velocidad excepcional abre un camino prometedor hacia la computación ultrarrápida y de bajo consumo energético. Actualmente, los investigadores trabajan en verificar sus predicciones teóricas a través de experimentos y en investigar cómo los magnones interactúan con la luz, lo que podría conducir a formas aún más eficientes de controlarlos.

Avanzando en la investigación de materiales cuánticos

Este trabajo se enmarca en el objetivo más amplio de CHARM de desarrollar materiales cuánticos híbridos para tecnologías de vanguardia. Los investigadores del centro estudian cómo diferentes tipos de materiales, como sistemas magnéticos, electrónicos y cuánticos, pueden combinarse y controlarse para crear tecnologías de próxima generación. El objetivo de CHARM es diseñar materiales inteligentes que respondan a su entorno y permitan avances en computación, energía y comunicación.

Los coautores del estudio incluyen a Federico Garcia-Gaitan, Yafei Ren, M. Benjamin Jungfleisch, John Q. Xiao, Branislav K. Nikolic, Joshua Zide y Garnett W. Bryant (NIST/Universidad de Maryland). La financiación fue proporcionada por la National Science Foundation bajo el premio DMR-2011824.