Pesquisadores da Delft University of Technology conseguiram manipular independentemente dois tipos diferentes de magnetismo dentro de um único átomo. Os resultados são relevantes para o desenvolvimento de formas extremamente pequenas de armazenamento de dados. Em tempo, essa nova descoberta poderia possibilitar o armazenamento de dois bits de informação em um átomo.

O magnetismo de um átomo é o resultado de elétrons orbitando ao redor do núcleo do átomo. Essas rotações podem ser divididas em duas categorias. "Compare-o com a Terra orbitando ao redor do Sol, "explica o líder de pesquisa Sander Otte." Por um lado, a Terra orbita ao redor do sol, que leva um ano. Por outro lado, a Terra também gira em torno de seu próprio eixo, que leva ao ciclo dia / noite. "É o mesmo com um elétron girando em torno de um átomo:a rotação em torno do núcleo do átomo é chamada de momento angular orbital e a rotação do elétron em torno de seu próprio eixo é chamada de rotação angular impulso ou, resumidamente, rodar.

Direção orbital

Cada um desses movimentos poderia, em princípio, ser usado para armazenar informações. A rotação orbital, por exemplo, pode ser no sentido horário ou anti-horário. Essas duas direções de rotação podem, portanto, representar o 0 e o 1 de um bit. O spin também tem duas direções de rotação possíveis. Portanto, em teoria, você deve ser capaz de armazenar dois bits de informação em um único átomo. "Na prática, Contudo, isso é muito difícil, "Otte continua." Se você inverter a direção orbital, a direção do giro quase sempre muda com ele - e vice-versa. "

O estudo Delft, realizado em colaboração com pesquisadores espanhóis e chilenos, torna possível apenas inverter a direção da direção orbital sem afetar a direção do giro. O fato de que agora foi alcançado se deve a um fenômeno uma vez previsto por Einstein e o físico holandês Wander Johannes de Haas. De acordo com este efeito Einstein-de Haas, a reversão da direção orbital também pode ser compensada por uma rotação incomensuravelmente pequena do ambiente - neste caso, o pedaço de metal ao qual o átomo pertence. Este efeito não havia sido observado anteriormente na escala de um único átomo, muito menos que poderia ser aplicado para manipular o magnetismo atômico.

Separação perfeita

Os pesquisadores usaram uma microscopia de tunelamento de varredura, em que uma agulha muito afiada escaneia os átomos e pode até movê-los à vontade. Usualmente, um átomo magnético faz contato com vários átomos vizinhos, que atrapalham o magnetismo. Otte e sua equipe conseguiram a separação perfeita entre o spin e a rotação orbital de que precisavam, posicionando um átomo de ferro magnético precisamente em cima de um único, átomo de nitrogênio não magnético. Ao fazer isso, eles criaram uma geometria ideal que raramente ocorre espontaneamente na natureza.

A capacidade de armazenar bits em átomos individuais aumentaria a atual capacidade máxima de armazenamento em muitos milhares de vezes. Contudo, Otte alerta que o armazenamento atômico de dados ainda está muito distante. "O principal resultado é que demos mais um passo em nossa capacidade de controlar átomos e até mesmo os elétrons que orbitam ao redor deles. Esse é um objetivo maravilhoso por si só."