Pesquisadores do Departamento de Física, Universidade de Jyväskylä, Finlândia, criaram uma teoria que prevê as propriedades dos nanoímãs manipulados com correntes elétricas. Esta teoria é útil para futuras tecnologias quânticas. A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física .
Como fazer memórias magnéticas mais rápidas?
Em discos rígidos de computador, as informações são armazenadas nos estados magnéticos de pequenos nanoímãs como zeros e uns. "Zero" é, portanto, codificado como a magnetização sul-norte, e "um" como a magnetização "norte-sul". Escrever informações, portanto, requer girar a magnetização, ao passo que lê-lo significa descobrir o estado de magnetização. A velocidade dos discos rígidos, portanto, depende da rapidez com que esses processos podem ser realizados. O processo de leitura é baseado em correntes elétricas e, portanto, pode ser rápido. Por outro lado, a escrita geralmente deve ser feita por meio de campos magnéticos, que é muito mais lento. Por mais de 20 anos, os físicos conheceram um processo, torque de transferência de rotação, com o qual também a escrita pode ser realizada com a ajuda da corrente elétrica. O problema que dificulta seu uso em produtos comerciais é o aquecimento que esse processo provoca. Por causa desse aquecimento, o processo está mais sujeito a erros. Mudar o estado de magnetização é um processo estocástico, o que significa que o resultado final não é certo. O problema se torna mais difícil à medida que a temperatura aumenta.
Precessão aleatória de magnetização
Os pesquisadores conseguiram desenvolver uma teoria para avaliar a probabilidade das mudanças na magnetização em situações em que ela é manipulada por corrente elétrica. A mesma teoria fornece a probabilidade do processo recíproco, bombeamento giratório, onde o movimento da magnetização bombeia corrente para o circuito. Este último processo é usado para geração de radiofrequência, e também é estocástico, o que significa que a corrente bombeada tem flutuações aleatórias, barulho. Em particular, os pesquisadores conseguiram descobrir como esse ruído se comporta no limite quântico de precessão de magnetização, onde a freqüência de precessão é grande. Trabalhos anteriores concentraram-se nas frequências baixas. Portanto, este trabalho será particularmente útil para tecnologias quânticas baseadas em magnetismo.
O resultado é muito geral e simples, mas encontrá-lo exigiu o uso de ferramentas teóricas complicadas. "Encontrar o resultado exigiu muito pensamento e deduções, mas estou muito feliz com o resultado ", diz ao pesquisador pós-doutorado Pauli Virtanen, agora na Scuola Normale Superiore, Pisa, que cuidou do cálculo detalhado. Professor Tero Heikkilä, quem deu a ideia do trabalho, continua:"Este tipo de cálculo requer muita intuição profunda. Agora nosso resultado pode ser generalizado para estruturas magnéticas mais complexas."
