„Au schimbat valoarea unui bit magnetic (0 sau 1) nu cu ajutorul unui cap de scriere şi citire, ce zboară deasupra suprafeţelor hardiscului, ci direct, cu ajutorul unor curenţi electrici ce circulă chiar în aceste suprafeţe”. Acesta ar fi rezumatul unei poveşti ce implică un cercetător roman, Ioan Mihai Miron, de la Institutul Catalan de Nanotehnologie din Barcelona (Spania).
Povestea ar începe cu observaţia că, în ziua de azi, progresele majore în tehnologie se obţin atunci când infrastructura (laboratoare, bani pentru deplasări la conferinţe, etc.) este combinată cu prezenţa unor profesori şi studenţi dedicaţi şi capabili să le folosească. Laboratorul lui Mihai investighează ceea ce se numeşte spintronică, adică un fel de electronică în care spinul electronilor joacă un rol important. Una dintre aplicaţiile spintronicii este stocarea de date.
Datele binare dintr-un computer obişnuit (0 şi 1) sunt stocate pe nişte suprafeţe magnetice din interiorul hardiscurilor. Un cap de scriere, ce „zboară” deasupra acestor suprafeţe, orientează câmpul magnetic de pe suprafaţă în două direcţii, corespunzătoare celor doi biţi, asemănător mai vechilor benzi audio.
Dezavantajele capului de scriere-citire
Prezenţa unui cap de scriere (ce poate şi citi datele) este însă nedorită din mai multe motive. Un motiv este cel mecanic, deoarece timpul necesar pentru a deplasa capul de citire-scriere reduce viteza de accesare a datelor. Un alt motiv este faptul că nu putem pune multe suprafeţe una peste alta, deoarece capul de scriere trebuie să aibă loc între suprafeţe.
Ambele probleme ar putea fi rezolvate dacă am schimba orientarea zonelor magnetice din memorie (biţii) nu cu ajutorul unui cap extern de scriere ci cu ajutorul unui curent electric ce circulă chiar în suprafaţa magnetică ce stochează datele. Aceste este exact lucrul reuşit de Mihai şi colegii săi. Rezultatul este deosebit şi tocmai de aceea a fost publicat în revistă Nature, una dintre cele mai apreciate reviste de ştiinţă în lume.
Lucrarea aceasta a fost precedată de o alta, publicată în revistă Nature Materials. Aici a fost investigată o nouă construcţie a suprafeţei magnetice, sub forma unei structuri lungi de cobalt prinse între un strat subţire din platină şi altul de dioxid de siliciu.
Curentul electric ce circulă prin această construcţie schimba, în prima instanţă, orientarea câmpului magnetic din structura feromagnetică de cobalt. Schimbarea nu era bruscă însă, ci printr-un proces de deplasare a domeniilor magnetice.
În mod normal, procesul acesta nu este stabil, din cauza unor oscilaţii interne. Acesta este punctul în care cercetătorii se împotmoliseră. Mihai şi colegii săi au descoperit însă, spre surpriza lor, că acelaşi curent generează (prin nişte efecte relativiste datorate structurii alese) un alt câmp magnetic ce stabilizează procesul. În final, orientarea câmpului magnetic din interiorul structurii de cobalt poate avea loc eficient în direcţia dorită. În următoarea lucrare (cea din Nature) nouă structură a fost utilizată la construcţia unui singur bit magnetic, iar procesul de schimbare a bitului magnetic cu ajutorul unui curent electric a fost dovedit practic.
Mărimea bitului construit de Mihai este încă mare, de dimensiuni apropiate de cea a biţilor optici (500nm). În plus, nouă metodă necesita şi prezenţa adiţionala a unui câmp magnetic permanent, pentru a eficientiza procesul de comutare. Cu toate acestea, nouă tehnologie promite simplificarea hardiscurilor moderne şi mărirea vitezei de citire-scriere a datelor. De menţionat că la acest studiu a participat şi un alt cercetător roman, Marius V. Costache.
Alţi trei români în Nature. Niciunul de la o instituţie de cercetare din România
Scris de Dan Arsenie
Alături de Science, Nature este cea mai apreciată revistă ştiinţifică din lume. În paginile acestei reviste, cu apariţie săptămânală, sunt publicate cele mai importante descoperiri ştiinţifice ale momentului. Articolele trimise de cercetători sunt analizate de echipa revistei, care are dificila misiune de a alege doar cele mai importante realizări.
Pe lângă Mihai Miron şi Marius V. Costache, şi alţi români au participat recent la cercetări ale căror rezultate au fost publicate în Nature. Totuşi, trebuie să remarcăm că niciunul dintre ei nu provine de la o instituţie de cercetare din România.
Cristina Moraru, de la Max Planck Institute for Marine Microbiology, a fost coautoare a unui studiu în domeniul microbiologiei, care a dovedit rolul hidrogenului îi simbiozele care au loc în curenţii hidrotermali (curenţi de pe fundul oceanelor, care au creat un mediu propice pentru dezvoltarea primelor forme de viaţă de pe Terra, conform unor teorii). Studiul a fost publicat într-un număr din august 2011.
Tot atunci, a fost publicat un articol al cărui prim-autor este Vlad Şeitan, de la Imperial College din Londra. Articolul prezintă o descoperire din aria geneticii şi a imunologiei.
O altă prezentă românească în Nature este ce a cercetătoarei Anamaria Necşulea, de la Institutul Elveţian de Bioinformatică. Necşulea apare ca unul dintre coautorii unui studiu în domeniul geneticii, care analizează nivelul de expresie a genelor în diverse organe de la mamifere.
Linkuri Nature:
Articolul despre rolul hidrogenului (Cristina Moraru)
Articol expresia genelor (Anamaria Necşulea)
