Nuevas tecnologías para computación basadas en el espín magnético

Los investigadores, del Laboratorio Nacional de Argonne, han descubierto que las estructuras de giro llamadas vórtices magnéticos, cuando se encuentran atrapadas dentro de estructuras ferromagnéticas estampadas litográficamente, se comportan de manera sorprendente. En una aleación de níquel-hierro, los dos vórtices se arremolinan en direcciones opuestas, uno en el sentido de las agujas del reloj y el otro en sentido contrario. Sin embargo, los investigadores han descubierto que la polaridad magnética del centro de los vórtices, como el ojo de un huracán, es controlada por la evolución temporal de las propiedades magnéticas y no por la dirección de los giros.

El material estudiado es de un tamaño aproximado de una micra, y el área del centro del vórtice es de unos 10 nanómetros.


Cuando el primer disco duro para ordenadores fue introducido hace 50 años, requirió de un tamaño bastante grande para guardar cada bit de información digital. En los discos duros actuales, el tamaño correspondiente es de unas dos centésimas de millonésima del necesitado en los discos originales. Cada vez nos movemos mejor en la escala nanométrica, y el nanomagnetismo ya es uno de los mayores impulsos de la nanotecnología.

La gran ventaja de la nanociencia es que los investigadores pueden tomar materiales convencionales, como la aleación de níquel-hierro, reducirlos a la escala nanométrica y conseguir propiedades del todo nuevas. "Pensando en el futuro lejano podemos prever, por ejemplo, circuitos donde el flujo de los espines, no el flujo de las cargas eléctricas, operará en ordenadores y otros dispositivos electrónicos ahorrando la energía gastada en calor que se genera en los dispositivos actuales", explica el director del grupo, Sam Bader.

Sam Bader trabaja en el laboratorio.
Como con otros materiales a escala nanométrica, los nanoimanes asumen nuevas propiedades, algunas de ellas imprevisibles. Entender esa incertidumbre y la física subyacente es importante para los investigadores que desarrollan la nueva tecnología. Con esta muy pequeña disposición de espines donde cada átomo tiene un momento magnético, el centro del vórtice responde a los estímulos viajando en una trayectoria en espiral.

Los investigadores crearon el material bajo la forma de una serie de estructuras elípticas, cada una conteniendo dos centros en vórtice; estimularon el material con un pulso magnético, y observaron la conducta subsiguiente.

Las muestras fueron fabricadas usando una nueva instalación para litografía de haz electrónico. El diminuto proceso pudo supervisarse usando un nuevo instrumento para medir las frecuencias de resonancia de los espines.

Computadora
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Vista expandida de una computadora personal
1: Monitor
2: Placa base
3: Procesador
4: Puertos ATA
5: Memoria principal (RAM)
6: Placas de expansión
7: Fuente de alimentación
8: Unidad de almacenamiento óptico
9: Disco duro
10: Teclado
11: Ratón
Fuente de energia.Una computadora (del inglés computer, y éste del latín computare -calcular-), también denominada ordenador o computador, es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés) que deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre de "output". La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.

La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como la calculadora no programable, es que es una máquina de propósito general, es decir, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware.

Historia
Computador Z3

Konrad Zuse (1992)El computador Z3, creado por Konrad Zuse, fue la primera máquina programable y completamente automática, características usadas para definir a un computador. Estaba construido con 2200 relés electromecánicos, pesaba 1000 kg, para hacer una suma se demoraba 0,7 segundos y una multiplicación o división de 3 segundos. Tenía una frecuencia de reloj de 5 Hz y una longitud de palabra de 22 bits. Los cálculos eran realizados con aritmética de coma flotante puramente binaria. La máquina fue completada en 1941 y el 12 de mayo de ese mismo año fue presentada a una audiencia de científicos en Berlín. El Z3 original fue destruido en 1944 durante un bombardeo de los aliados a Berlín. Posteriormente, una réplica completamente funcional fue construida durante los años 60 por la compañía del creador Zuse KG y está en exposición permanente en el Deutsches Museum. En 1998 Raúl Rojas demostró que el Z3 es Turing completo.[2] [3]

La Informática es la ciencia aplicada que abarca el estudio y aplicación del tratamiento automático de la información, utilizando dispositivos electrónicos y sistemas computacionales. También está definida como el procesamiento automático de la información.

Conforme a ello, los sistemas informáticos deben realizar las siguientes tres tareas básicas:

Entrada: Captación de la información digital.
Proceso: Tratamiento de la información.
Salida: Transmisión de resultados binarios.
En los inicios del procesado de información, con la informática sólo se facilitaba los trabajos repetitivos y monótonos del área administrativa, gracias a la automatización de esos procesos, ello trajo como consecuencia directa una disminución de los costes y un incremento en la producción.

En la informática convergen los fundamentos de las ciencias de la computación, la programación y metodologías para el desarrollo de software, la arquitectura de computadores, las redes de computadores, la inteligencia artificial y ciertas cuestiones relacionadas con la electrónica. Se puede entender por informática a la unión sinérgica de todo este conjunto de disciplinas.

Esta disciplina se aplica a numerosas y variadas áreas del conocimiento o la actividad humana, como por ejemplo: gestión de negocios, almacenamiento y consulta de información, monitorización y control de procesos, industria, robótica, comunicaciones, control de transportes, investigación, desarrollo de juegos, diseño computarizado, aplicaciones/herramientas multimedia, medicina, biología, física, química, meteorología, ingeniería, arte, etc. Una de la aplicaciones más importantes de la informática es proveer información en forma oportuna y veraz, lo cual, por ejemplo, puede tanto facilitar la toma de decisiones a nivel gerencial (en una empresa) como permitir el control de procesos críticos.

Actualmente es difícil concebir un área que no use, de alguna forma, el apoyo de la informática. Ésta puede cubrir un enorme abanico de funciones, que van desde las más simples cuestiones domésticas, hasta los cálculos científicos más complejos.

Entre las funciones principales de la informática se cuentan las siguientes:

Creación de nuevas especificaciones de trabajo.
Desarrollo e implementación de sistemas informáticos.
Sistematización de procesos.
Optimización de los métodos y sistemas informáticos existentes.