Descoperire revoluționară: lumina poate îmbunătăți enorm memoria magnetică a computerelor

Fiecare computer are nevoie de o memorie cu acces aleatoriu (RAM) pentru stocarea temporară a sistemului de operare. Există multe modalități de a satisface această necesitate. Una dintre cele mai avansate metode este memoria magnetorezistivă, care este atât ultra-rapidă, cât și non-volatilă, ceea ce înseamnă că reține datele chiar și atunci când alimentarea este oprită.

Acum, o nouă descoperire care analizează cum interacționează lumina cu magneții ar putea face ca MRAM (acronimul pentru Magnetoresistive Random-Access Memory) să devină și mai performantă.

O nouă descoperire a cercetătorilor de la Universitatea Ebraică din Ierusalim a ilustrat modul în care un mecanism dintr-un fascicul laser poate controla starea magnetică în solide, pe care oamenii de știință o descriu ca o „schimbare de paradigmă” în înțelegerea noastră a comportamentului dintre lumină și materialele magnetice. Rezultatele studiului au fost publicate, foarte recent, în revista Physical Review Research.

„Această descoperire are consecințe de amploare, în special în domeniul înregistrării datelor folosind lumină și nano-magneți„, a declarat Amir Capua, șeful laboratorului de Spintronics al universității și co-autor al studiului. „Aceasta indică potențiala realizare a unui MRAM controlat optic ultra-rapid și eficient energetic și o schimbare seismică în stocarea și procesarea informațiilor în sectoare diverse.„

RAM-ul funcționează folosind electromagneți incredibil de mici care, odată magnetizați cu tensiune, pot codifica ca „pornit” sau „oprit” – 1 și 0 în limbajul binar.

Această descoperire explorează proprietățile magnetice, adesea ignorate, ale luminii, dezvăluind că undele luminoase care oscilează rapid au capacitatea de a controla magneții. Acest lucru reprezintă un avans semnificativ în domeniul memoriei și stocării datelor.

Cu noua lor ecuație matematică, Capua și echipa sa au putut descrie puterea acestei interacțiuni, împreună cu „amplitudinea câmpului magnetic al luminii, frecvența și absorbția de energie a materialului magnetic„, conform comunicatului de presă.

Desigur, intersecția dintre magnetism și lumină este veche pentru domeniul cuantic, dar ideea este rar aplicată în domeniul spintronicii – un cuvânt-valiză format din „spin” și „electronică” care explorează relația dintre spinul unui electron și magnetism. (Spinul este o mărime intrinsecă asociată cu mișcarea de rotație a unei particule în jurul axei sale proprii.) Acest concept stă la baza MRAM, care folosește spinul electronului pentru a stoca informații.

„Am ajuns la o ecuație foarte elementară care descrie această interacțiune„, a declarat Capua pentru Live Science. „Ne permite să reconsiderăm complet înregistrarea magnetică optică și să navigăm către un dispozitiv de stocare magnetic optic dens, eficient energetic și economic care încă nu există.„

Dar cercetarea pe direcția dispozitivelor de stocare care încă nu există va necesita, de asemenea, RAM capabil cuantic. Live Science relatează că o astfel de tehnologie ar putea folosi un fascicul de lumină pentru a fixa un bit magnetic într-o suprapunere a ambelor 1 și 0, similar cu modul în care funcționează qubiții în calculatoarele cuantice.

Pentru moment, acel viitor este încă departe. Astăzi, MRAM își începe doar ascensiunea în lumea calculatoarelor, dar această nouă descoperire îi oferă un impuls puternic de a deveni cipul de memorie al viitorului.