Un team di fisici dell'Università di New York e dell'Università di Barcellona ha sviluppato un metodo per controllare i movimenti che si verificano all'interno dei materiali magnetici, che vengono utilizzati per memorizzare e trasportare informazioni. La svolta potrebbe contemporaneamente rafforzare l'elaborazione delle informazioni riducendo l'energia necessaria per farlo.

Il loro metodo, riportato nell'ultimo numero della rivista Nanotecnologia della natura , manipola "onde di spin, " che sono onde che si muovono in materiali magnetici. Fisicamente, queste onde di spin sono molto simili alle onde d'acqua, come quelle che si propagano sulla superficie di un oceano. Però, come le onde elettromagnetiche (cioè luce e onde radio), le onde di spin possono trasferire in modo efficiente energia e informazioni da un luogo all'altro.

La sfida, gli scienziati hanno scoperto, sta sviluppando un mezzo per crearli e controllarli.

Nel Nanotecnologia della natura studio, i ricercatori della NYU-UB hanno dimostrato come questo potrebbe essere ottenuto.

"Le onde di spin hanno un grande potenziale per migliorare l'elaborazione delle informazioni e renderle più efficienti dal punto di vista energetico, "dice Andrew Kent, un professore del Dipartimento di Fisica della New York University e autore senior del documento. "I nostri risultati mostrano che è possibile sia creare che immagazzinare l'energia delle onde di spin in spazi notevolmente piccoli. I prossimi passi sono capire fino a che punto queste onde possono propagarsi e come codificare al meglio le informazioni in esse".

Gli altri autori dello studio includevano Ferran Macià, un ex NYU-UB Marie-Curie Fellow e ora all'Università di Barcellona, e Dirk Backes, un ex borsista post-dottorato della New York University e attualmente all'Università di Cambridge.

Attualmente, le onde elettromagnetiche nelle antenne possono essere convertite in onde di spin. Però, le onde di spin risultanti hanno una lunghezza d'onda lunga e si propagano lentamente. Al contrario, le onde di spin a lunghezza d'onda corta possono spostarsi su distanze maggiori, più velocemente, e con meno energia, e quindi presentare la possibilità di migliorare una gamma di comunicazioni e dispositivi elettronici.

Nel Nanotecnologia della natura studio, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti in cui hanno costruito contatti elettrici su scala nanometrica per iniettare correnti elettriche polarizzate con spin in materiali magnetici, un processo sviluppato per creare e controllare i movimenti delle sue onde di spin.

Nello specifico, unendo diverse forze magnetiche sono stati in grado di intrappolarli in un'area specifica, formando "goccioline" magnetiche che sono rimaste sul posto anziché propagarsi, formando così una fonte di energia stabile. Ricerca futura, dicono gli scienziati si concentrerebbe quindi sui modi per spostare questa energia localizzata o rilasciarla sotto forma di onde di spin che si propagano.

"Sappiamo che le onde di spin possono propagarsi, ma in questo studio abbiamo dimostrato che puoi controllarli in modo che si localizzino in un punto specifico, " spiega Kent. "Modificando il mix di forze magnetiche su queste goccioline, come con una corrente elettrica o un campo magnetico, dovremmo essere in grado di farle emettere onde di spin, forse mentre l'energia esplode, che può codificare le informazioni."