«Tratamos de hacer discos duros cada vez más pequeños y más eficientes»

«Los nuevos premios Nobel Grünberg y Fert han revolucionado las actuales tecnologías de la información»

JAIME FERRER PROFESOR TITULAR DE FÍSICA DE LA UNIVERSIDAD DE OVIEDO


Jaime Ferrer es profesor titular de Física de la Materia Condensada de la Universidad de Oviedo. Formado en la Universidad Autónoma de Madrid, trabaja en magnetorresistencia gigante, una línea avanzada de la ciencia que establecieron a finales de los años ochenta los físicos Grünberg y Fert, anteayer galardonados con el premio Nobel de Física. La magnetorresistencia gigante permite construir discos duros, sin los cuales actualmente la informática, internet y toda la vanguardia tecnológica tendrían un rostro bien distinto. En esta entrevista explica las claves de la magnetorresistencia gigante, sus aplicaciones y los nuevos horizontes establecidos.

-¿En qué consiste la revolución de los discos duros por la que les acaban de dar el premio Nobel a los físicos Grünberg y Fert? -Un disco duro consiste, fundamentalmente, en una hilera de puntos y en una cabeza lectora que los recorre. Esos puntos son magnéticos y el proceso de lectura es el proceso de obtención de la información del disco.

-¿Y los fundamentos físicos de la novedad? -Hay que considerar, primero, que el voltaje de una corriente es igual a la resistencia por la intensidad de esa corriente. Y hay que imaginar que tenemos dos imanes pegados. Si la imantación de ambos está en la misma dirección, la corriente es mayor; pero si la imantación se dispone de forma que esté en oposición, o sea, si la imantación de un imán está en sentido contrario a la del otro, la intensidad de la corriente es más pequeña aunque el voltaje sea el mismo. De eso se deduce que si se mide la intensidad se sabe si la imantación está establecida en paralelo o, por el contrario, es antiparalela; se sabe si está en el mismo sentido o en oposición. Ese efecto se denomina magnetorresistencia gigante.

-¿Por qué «gigante»?
-La magnetorresistencia ya se conocía desde hace tiempo. La novedad establecida por los nuevos premios Nobel, Grünberg y Fert, que han revolucionado las actuales tecnologías de la información, es una forma especial del fenómeno en la que la diferencia que se manifiesta en la resistencia es muy grande. Ése es su hallazgo, eso les ha valido el Nobel y de ahí el nombre. Descubrieron a finales de los años ochenta que la variación de la resistencia podía ser de una magnitud de 1 a 1,5. Ahora se ha avanzado aún más en esa línea y se logran variaciones mayores. La magnetorresistencia que no es gigante establece solamente una variación de, por ejemplo, 1 a 1,001, una variación muy pequeña. Con variaciones pequeñas la información no es fiable. Sin embargo, si la variación de resistencia es grande o gigante, si cuando la cabeza lectora pasa por encima de un punto magnético la variación es grande, se logra un mecanismo de información fiable.
-Dicho de otra manera...

-A efectos pedagógicos se puede considerar que una corriente eléctrica es como una calle por la que circula gente. Lo normal es que pase el mismo número de personas en un sentido y en el otro. De esa forma al final de un día la corriente de personas global es cero, pero si consideramos un día en que hay partido de fútbol es evidente que la corriente es mayor en determinado sentido. En el caso de los electrones el flujo neto es la intensidad y lo produce el voltaje, que sería la pendiente de la calle. Si consideramos el magnetismo se pueden imaginar, por ejemplo, electrones de pelo negro y de pelo rubio. Hay el mismo número de unos y de otros en la calle. El promedio, pues, es cero. Si consideramos, asimismo, el giro de los electrones, que se denomina «espín», vamos, si giran hacia la derecha o hacia la izquierda, hay también el mismo número que lo hacen en un sentido que en el otro, de forma que el resultado final es cero; pero algunos elementos como el hierro, el cobalto o el níquel tienen más electrones de un sentido que del otro. Es como si en una calle de dos carriles uno fuese más ancho que el otro. Si el carril de los rubios es más ancho que el de los de pelo negro, hay más electrones rubios circulando y la imantación se produce en el sentido de los rubios.

-Tradúzcalo para el caso de los discos duros.
-Cuando conectamos dos imanes es como si conectásemos dos calles. Si el ancho de los dos carriles es el mismo no ocurre nada, de ahí que la intensidad siga siendo la misma; pero si se cambian los carriles, los rubios numerosos llegan a un carril estrecho y se forma un cuello de botella. Entonces baja el flujo, luego baja la intensidad de la corriente. Si estás al final de la calle, aunque no veas el cuello de botella, aprecias el resultado.
-¿Qué se aprecia?
-Un disco duro tiene puntos imantados en dos sentidos, hacia arriba y hacia abajo. La cabeza lectora está imantada hacia arriba. Rastrea. Mide las intensidades de todos los puntos y ve si están imantados hacia arriba o hacia abajo. Eso se corresponde con los ceros y los unos de la lógica binaria y con la base de la informática, con los bits de la información, con los ladrillos básicos de la lógica binaria y la información.
-¿Qué horizontes se plantean al respecto las nuevas tecnologías?
-Desde el punto de vista tecnológico se trata de meter el mayor número de puntos de información por unidad de superficie. Ahora en los discos se trabaja en el orden de la micra. Una micra son 1.000 nanómetros. Si se baja de la micra, que eso se pretende y se está logrando, se entra en el terreno, en la escala, de la nanotecnología. Ahora se intenta aplicar la tecnología de los discos duros a las memorias RAM, que son más rápidas que los discos duros, pero al apagar el ordenador la información se pierde. Lo ideal es una memoria RAM enorme con la que se pueda trabajar y que, asimismo, almacene la información para que no se pierda. También se podría llevar la magnetorresistencia gigante a los chips, se lograría, entre otras cosas, que no se calentasen tanto. Por cierto, el fenómeno se llama magnetorresistencia gigante, pero la tecnología basada en ese fenómeno se denomina «espintrónica».
-¿En qué línea concreta trabaja usted dentro de ese campo?
-Trabajamos con un programa denominado «Smeagol», como el personaje de «El señor de los anillos». Lo hicimos entre seis investigadores. Es un simulador de dispositivos de espintrónica. Es, quizá, el mejor del mundo. Tenemos 60 usuarios, de EE UU, Europa, Japón, China, África, de todo el mundo. Tratamos de hacer discos duros cada vez más pequeños y más eficientes; cambiar los materiales y ver qué ocurre con el cuello de botella. No sobra recordar que entre la cabeza lectora y los puntos magnéticos la corriente fluye por «efecto túnel», que es un efecto cuántico. Se trata de reducir el cuello de botella a escala molecular. Los puntos magnetizados serían moléculas, y se busca que la corriente sea la menor posible pero al tiempo la más distinguible entre los dos estados que puede manifestar la corriente. De las últimas novedades aparecidas en este campo destaca el uso de materiales orgánicos para los cuellos de botella, así se logran dispositivos más pequeños y al tiempo más estables.

Oviedo, Javier NEIRA. Link: http://www.lne.es/secciones/noticia.jsp?pRef=1787_46_566272__SociedadyCultura-Tratamos-hacer-discos-duros-cada-eficientes