O BLOG DE FÍSICA 4

domingo, 13 de setembro de 2009

SPINTRÔNICA a revolução dos processadores, discos rígidos e memórias

O avanço da física e a descoberta de novas tecnologias é imprescindível para o desenvolvimento de computadores e máquinas mais eficientes.
Uma área importante promete revolucionar discos rígidos, memórias e processadores é a spintrônica. Enquanto a eletrônica clássica se preocupa com a carga dos elétrons, a spintrônica estuda o seu movimento de rotação, chamado spin (giro em inglês). Os elétrons podem rodar em diferentes sentidos - representados por setas para baixo ou para cima. Esse movimento gera uma espécie de campo magnético ao redor do elétron. Esta é a razão pela qual uma das primeiras áreas da computação a se beneficiar da spintrônica foi a de armazenamento de dados, fortemente ancorada no magnetismo.
Os cientistas descobriram que manipulando os sentidos dos elétrons para alinhar os campos magnéticos era possível reduzir a resistência entre as camadas, reduzindo também o espaço entre elas. Essa descoberta foi empregada nos leitores dos discos rígidos, possibilitando aumentar a capacidade dos dispositivos de armazenamento e ao mesmo tempo reduzir o seu tamanho.
A spintrônica também é a base das memórias, que ainda não chegaram ao mercado, mas estão em pesquisa há alguns anos. Elas serão capazes de congelar as atividades em andamento em um computador quando ele é desligado e recuperá-las quando ele é religado - ao contrário das memórias RAM atuais, que perdem os dados armazenados toda vez que o computador é desligado e por isso precisam passá-los para o HD e recuperá-los a cada reinicialização. Os pesquisadores apostam também na manipulação da rotação dos elétrons para resolver os problemas de miniaturização, aumento de desempenho e redução de gasto de energia dos processadores.
Os chips atuais são constituídos de transistores, que funcionam como canais por onde fluem correntes de elétrons. A interrupção e a liberação deste fluxo é o que determina a lógica de funcionamento do chip, portanto pouco importa qual é o spin dos elétrons. Porém, os pesquisadores acreditam que manipulando o sentido de rotação dos elétrons que fluem dentro dos transistores será possível torná-los mais rápidos, reduzindo o consumo de energia, pois a energia necessária para alinhar o spin dos elétrons é muito menor do que a necessária para interromper o fluxo da corrente.Além do armazenamento de dados e dos semicondutores, outra área deve se beneficiar dos princípios da spintrônica é a computação quântica, que poderá trazer a um único chip a capacidade de processar operações paralelas por meio do uso de qubits (bits quânticos), capazes de assumir valor 1 e 0 ao mesmo tempo (na computação clássica, um bit só pode ser 1 ou 0). A propriedade de spin dos elétrons pode fazer com que eles funcionem como qubits, mas este ainda é um território que está sendo desvendado pelos pesquisadores.

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