Aunque está fuera de la vista de la mayoría de los usuarios finales, los centros de datos trabajan entre bastidores para ejecutar Internet, negocios instituciones de investigación y más. Estos centros de datos dependen del almacenamiento digital de alta capacidad, cuya demanda sigue acelerándose. Los investigadores crearon un nuevo medio de almacenamiento y procesos para acceder a él que podrían cambiar las reglas del juego en este sector. Su material, llamado óxido de hierro épsilon, también es muy robusto, por lo que se puede utilizar en aplicaciones donde el almacenamiento a largo plazo, como archivar, es necesario.

A algunos les puede parecer extraño que en el año 2020, Se está discutiendo la cinta magnética como medio de almacenamiento de datos digitales. Después de todo, no ha sido común en la informática doméstica desde la década de 1980. Seguramente los únicos medios relevantes en la actualidad son las unidades de estado sólido y los discos Blu-ray. Sin embargo, en centros de datos en todas partes, en las universidades, bancos, proveedores de servicios de Internet u oficinas gubernamentales, encontrará que las cintas digitales no solo son comunes, pero esencial.

Aunque son más lentos de acceder que otros dispositivos de almacenamiento, como unidades de disco duro y memoria de estado sólido, Las cintas digitales tienen densidades de almacenamiento muy altas. Se puede guardar más información en una cinta que otros dispositivos de tamaños similares, y también pueden ser más rentables. Por lo tanto, para aplicaciones con uso intensivo de datos, como archivos, copias de seguridad y todo lo que esté cubierto por el término amplio de macrodatos, son extremadamente importantes. Y a medida que aumenta la demanda de estas aplicaciones, también lo hace la demanda de cintas digitales de alta capacidad.

El profesor Shin-ichi Ohkoshi del Departamento de Química de la Universidad de Tokio y su equipo han desarrollado un material magnético que, junto con un proceso especial para acceder a él, puede ofrecer mayores densidades de almacenamiento que nunca. La naturaleza robusta del material significa que los datos durarían más que con otros medios, y el nuevo proceso opera a baja potencia. Como bono adicional, este sistema también sería muy económico de ejecutar.

"Nuestro nuevo material magnético se llama óxido de hierro épsilon, es especialmente adecuado para el almacenamiento digital a largo plazo, "dijo Ohkoshi." Cuando se escriben datos en él, los estados magnéticos que representan los bits se vuelven resistentes a los campos magnéticos parásitos externos que, de otro modo, podrían interferir con los datos. Decimos que tiene una fuerte anisotropía magnética. Por supuesto, esta característica también significa que es más difícil escribir los datos en primer lugar; sin embargo, también tenemos un enfoque novedoso para esa parte del proceso ".

El proceso de grabación se basa en ondas milimétricas de alta frecuencia en la región de 30-300 gigahercios, o miles de millones de ciclos por segundo. Estas ondas de alta frecuencia se dirigen a tiras de óxido de hierro épsilon, que es un excelente absorbedor de tales ondas. Cuando se aplica un campo magnético externo, el óxido de hierro épsilon permite su dirección magnética, que representa un 1 o un 0 binario, voltear en presencia de ondas de alta frecuencia. Una vez que la cinta ha pasado por el cabezal de grabación donde ocurre esto, los datos se bloquean en la cinta hasta que se sobrescriben.

"Así es como superamos lo que se llama en el campo de la ciencia de datos 'el trilema de grabación magnética, '", dijo la profesora asistente del proyecto Marie Yoshikiyo, del laboratorio de Ohkoshi. "El trilema describe cómo, para aumentar la densidad de almacenamiento, necesitas partículas magnéticas más pequeñas, pero las partículas más pequeñas vienen con mayor inestabilidad y los datos se pueden perder fácilmente. Así que tuvimos que usar materiales magnéticos más estables y producir una forma completamente nueva de escribir en ellos. Lo que me sorprendió fue que este proceso también podría ser energéticamente eficiente ".

El óxido de hierro de Epsilon también puede encontrar usos más allá de la cinta de grabación magnética. Las frecuencias que absorbe bien para fines de grabación también son las frecuencias que están diseñadas para su uso en tecnologías de comunicación celular de próxima generación más allá de 5G. Entonces, en un futuro no muy lejano, cuando acceda a un sitio web en su teléfono inteligente 6G, tanto él como el centro de datos detrás del sitio web pueden estar utilizando óxido de hierro épsilon.

"Sabíamos desde el principio que las ondas milimétricas, en teoría, deberían ser capaces de voltear los polos magnéticos en el óxido de hierro épsilon. Pero dado que es un fenómeno recientemente observado, tuvimos que probar varios métodos antes de encontrar uno que funcionara, "dijo Ohkoshi." Aunque los experimentos fueron muy difíciles y desafiantes, la vista de las primeras señales exitosas fue increíblemente conmovedora. Anticipo que veremos cintas magnéticas basadas en nuestra nueva tecnología con 10 veces la capacidad actual dentro de cinco a 10 años ".