Teoricamente, um único átomo pode ser feito para representar um bit de computador – uma perspectiva tecnológica que poderia levar a dispositivos de armazenamento inimaginavelmente pequenos.
Mas conseguir com que os átomos se comportem da maneira desejada é mais fácil dizer do que fazer. Ou era. Um microscópio de varredura por tunelamento mostrando um único átomo de hólmio sobre uma superfície de platina. É o primeiro exemplo funcional do único bit atómico.
Uma equipa de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), do Instituto Max Planck de Física de Microestruturas em Halle, e da Universidade de Leipzig têm trabalhado para desenvolver a próxima geração de dispositivos de memória de dados magnéticos.
Tais dispositivos constituem mídias de armazenamento radicalmente avançadas que podem resultar em dispositivos de computação ridiculamente pequenos. Eles também podem ser úteis em computadores quânticos – dispositivos que são alimentados pelas propriedades únicas de sistemas atómicos.
Mas para chegar lá, os pesquisadores tem que fazer com que os átomos parem de girar descontroladamente – pelo menos por um período de tempo suficientemente longo para fazer um dispositivo de armazenamento útil.
Para a nova experiência, os pesquisadores colocaram um único átomo de hólmio em uma superfície de platina. Então, trabalhando a temperaturas próximas do zero absoluto, eles mediram a orientação magnética do átomo através de um microscópio de varredura por tunelamento.
Olhando por ele, os pesquisadores viram que realmente conseguiram fixar um único átomo na superfície do metal – mantendo a sua rotação estável – por mais de 10 minutos. Este “momento magnético” estabilizado foi feito suprimindo o impacto do ambiente no átomo.
Normalmente, o átomo e os elétrons na superfície do metal iriam interagir quanticamente, fazendo com que o sistema se desestabilizasse. A combinação de hólmio, platina, e temperaturas frias fez o truque, perturbando as interações normais de sistemas quânticos; o hólmio e a platina são “invisíveis” um ao outro.
Dito de outra maneira, o momento magnético foi estabilizado combinando várias simetrias intrínsecas à simetria do sistema, incluindo o tempo de reversão, as simetrias internas do momento angular total, e o ponto de simetria do ambiente local do átomo magnético.
E, ao fazer isso, os pesquisadores mantiveram a rotação magnética do sistema estável por um período mais de um bilhão de vezes maior do que sistemas atômicos comparáveis.
O próximo passo é descobrir como realmente ajustar a rotação e escrever informações úteis e recuperáveis no sistema, o que provavelmente será feito usando campos magnéticos externos. Também seria bom se eles pudessem descobrir uma maneira de fazer isso em um ambiente que não é tão frio. [io9]
