Gran parte de la 'memoria' del mundo y todas nuestras actividades digitales se basan en los medios, discos duros, donde la información está codificada gracias al magnetismo, orientando el espín de los electrones en una dirección u otra.

Un equipo internacional de científicos dirigido por el físico italiano Stefano Bonetti, profesor de la Universidad Ca 'Foscari de Venecia y de la Universidad de Estocolmo, ha logrado por primera vez observar la 'nutación' de estos giros en materiales magnéticos, es decir, las oscilaciones de su eje durante la precesión. El período de nutación medido fue del orden de un picosegundo:una milésima de mil millonésima de segundo. El descubrimiento fue publicado por Física de la naturaleza .

El eje de un giro realiza nutación y precesión, como con cualquier objeto que gira, desde peonzas hasta planetas. En esta investigación, Los físicos observaron experimentalmente que la nutación del eje de giro magnético es 1000 veces más rápida que la precesión, una proporción curiosamente similar a la de la Tierra.

Este nuevo descubrimiento sobre las características físicas hasta ahora desconocidas de los giros es fundamental en la investigación para hacer que las tecnologías digitales sean cada vez más rápidas. compacto y energéticamente eficiente. Para manipular estos fenómenos en escalas de tiempo de milésimas de mil millonésimas de segundo, sin embargo, primero necesitamos conocer su dinámica, incluida la dinámica inercial.

"Esta es la primera evidencia directa y experimental de los movimientos inerciales de los espines magnéticos, "explica Stefano Bonetti, que coordina un proyecto de ERC sobre magnetismo ultrarrápido, "con implicaciones que afectan, por ejemplo, centros de datos que almacenan casi toda la información digital de la humanidad en bits con el polo norte hacia arriba o hacia abajo, codificando así los 0 y 1 de la computadora. Cuando estos giros se invierten para escribir información, también entran en juego la precesión y la nutación. Conocer el período de nutación se vuelve esencial a medida que aumenta la velocidad de rotación. Esta primera observación de estos movimientos allana el camino para que las nuevas tecnologías mejoren la eficiencia de nuestras actividades digitales, cuales, entre todas las actividades humanas, están registrando el mayor aumento en el consumo de energía ".

El experimento

El experimento requirió la colaboración de varios laboratorios científicos europeos en Alemania (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Universidad Tecnológica de Chemnitz, Universidad de Duisburg-Essen, Centro Aeroespacial Alemán (DLR), TU Berlín) Francia (École Polytechnique) e Italia (Universidad Federico II de Nápoles y Universidad 'Parthenope' de Nápoles), con la medición clave realizada en el Centro de Investigación Helmholtz en Dresden-Rossendorf, Alemán. En este centro, el laboratorio de TELBE es capaz de generar la intensa radiación de terahercios (es decir, el rango de frecuencia entre microondas e infrarrojos) necesaria para el experimento. El grupo dirigido por Stefano Bonetti fue uno de los primeros en utilizar este laboratorio y ayudó a desarrollar la máquina real.

"Los primeros experimentos fueron desafiantes, "dice el físico de Ca 'Foscari, "pero, después de un par de años, la máquina ya estaba funcionando a un rendimiento muy alto. Estas mediciones se realizaron durante un año, en tres ocasiones diferentes, para comprobar la reproducibilidad de este efecto nunca antes observado ".

Las actividades de Stefano Bonetti forman parte de un contexto más amplio de inversión de la universidad veneciana en investigación científica y docencia del Departamento de Ciencias Moleculares y Nanosistemas. A partir de este curso académico, este departamento está lanzando un programa de grado en Ingeniería Física, coordinado por Bonetti, él mismo un ingeniero en física, "La ciencia siempre está evolucionando, y quién sabe qué exploraremos dentro de diez años, pero la idea del nuevo programa de grado es precisamente preparar una nueva generación de científicos que estarán preparados para los desafíos del futuro ".