Tendencias científicas: Un dispositivo diminuto con «memoria atómica» capaz de almacenar todos los libros jamás escritos
Este dispositivo de un kilobyte tiene una densidad para almacenamiento de información de dos a tres órdenes de magnitud superiores al de la tecnología actual de los discos duros o las memorias flash. Mediante la representación de cada bit de datos por la posición de un átomo de cloro único, el equipo de trabajo consiguió obtener una densidad de 500 terabits por pulgada cuadrada. «Se necesitaría únicamente el área de un sello de correos para almacenar todos los libros jamás escritos», afirma Sander Otte, autor principal del estudio y físico del Instituto Kavli de Nanociencia de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft), en los Países Bajos. Otro símil aportado por el equipo investigador es que un cubo de cien micras de ancho —aproximadamente el diámetro de un pelo humano medio— podría almacenar la totalidad del contenido de la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos. Los científicos de este proyecto crearon su dispositivo de memoria atómica mediante la utilización de un microscopio de efecto túnel (STM), el cual emplea una aguja extremadamente puntiaguda para sondear, uno a uno, los átomos de la superficie. Los sondeos STM, además de detectar átomos, permiten desplazarlos suavemente. Los ordenadores comunes representan los datos en unos y ceros, dígitos binarios conocidos como bits que, a nivel computacional, se comunican encendiendo o apagando pequeños transistores parecidos a interruptores. En cambio, el nuevo dispositivo de memoria atómica representa cada bit como dos posiciones posibles sobre una superficie de cobre, entre las cuales, según explican los investigadores, un átomo de cloro puede deslizarse hacia delante y hacia atrás. «Cada bit consta de dos posiciones sobre la superficie de átomos de cobre, así como de un átomo de cloro que podemos desplazar hacia delante y hacia atrás entre estas dos posiciones», señaló Otte. «Si el átomo de cloro está en la posición superior, existe un hueco debajo de él. Esta configuración se representa con un uno. Por el contrario, si el hueco está en la posición superior y, por tanto, el átomo de cloro se encuentra en la parte inferior, entonces el bit es un cero». Los bits están separados entre sí por filas de distintos átomos de cloro, las cuales, según concluyó el equipo científico, podrían mantener los bits en su sitio durante más de cuarenta horas. Los investigadores de este proyecto afirmaron que este sistema de agrupar átomos es considerablemente más estable y fiable que las técnicas de memoria atómica que utilizan átomos sueltos, razón por la que resulta mucho más adecuado para las aplicaciones prácticas de almacenamiento de datos. Estos átomos se organizaron en ciento veintisiete bloques de sesenta y cuatro bits. Cada bloque se etiquetó con un marcador de huecos. Estos marcadores, parecidos a los códigos de respuesta rápida (QR) utilizados actualmente en anuncios y billetes, permiten etiquetar la ubicación precisa de cada bloque en la superficie de cobre, así como identificar posibles bloques dañados. Los daños pueden deberse a la presencia de algún contaminante o defecto en la superficie de cobre; aproximadamente un 12 % de los bloques son inadecuados para el almacenamiento de datos debido a este tipo de problemas, según los investigadores, quienes además afirman que, en conjunto, este sistema ordenado de marcadores podría contribuir a una ampliación de las memorias atómicas hasta tamaños muy grandes, incluso cuando existan imperfecciones en la superficie de cobre sobre la que se codifican los datos. Como prueba de este principio, el equipo codificó, en un área de cien nanómetros de ancho, parte de una ponencia famosa del conocido físico Richard Feynman que lleva por título «Hay mucho espacio en el fondo». Sin embargo, a pesar de sus prometedoras posibilidades, el método no está listo aún para una comercialización plena, ya que el almacenamiento de información únicamente se probó a una temperatura de 77 Kelvin (-196º C) y la velocidad de los procesos individuales de escritura y lectura sigue siendo lenta, en una escala temporal de minutos. A pesar de este gran logro, Otte opina que las prometedoras características de la memoria atómica demuestran en realidad en qué medida los científicos son ya capaces de desarrollar dispositivos a escala atómica. «En estos momentos no puedo anticipar hacía dónde nos va a llevar, pero estoy convencido de que ofrecerá posibilidades mucho más interesantes que el mero almacenamiento de datos», concluyó. Esta investigación se ha publicado en la revista Nature Nanotechnology.
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