Gli scienziati ritengono di aver trovato il “Santo Graal” della meccanica quantistica che potrebbe stravolgere la prossima generazione di sensori, interruttori e soprattutto di computer portatili.
Il cosiddetto Santo Graal è merito del nuovo “isolatore topologico di assioni, uno stato unico della materia quantistica fino ad ora analizzato solo teoricamente”. Questo stato assionico è realizzato creando, atomo per atomo, una piccola struttura cristallina bidimensionale di tellururo di bismuto di manganese in un chip allo stato solido. Il materiale ottenuto conduce elettricità mentre la struttura complessiva stessa lo isola, il che significa che può agire contemporaneamente come conduttore e isolante. Questa duplice identità sarà la chiave del successo per i computer del domani.
Archiviazione, trasporto e manipolazione dei dati magnetici possono essere più veloci, più robusti e più efficienti dal punto di vista energetico con questo materiale innovativo. “È come scoprire un nuovo elemento“, spiega il fisico Arun Bansil, che ha guidato un team di ricercatori della Northeastern University per fare questa scoperta. “Sappiamo già che ci saranno tanti casi d’uso interessanti e degni di nota.”
Computer portatili: batterie stravolte, PC più veloci che mai grazie ai nuovi materiali
Questa svolta potrebbe portare allo sviluppo di un nuovo tipo di dispositivo elettronico, chiamato spintronica, che si basa sulla manipolazione delle strutture quantistiche attraverso i modi in cui gli elettroni ruotano. Questo spin è ciò che determina il campo magnetico delle particelle subatomiche, definito da uno stato di “su” o “giù”. Attualmente la maggior parte dell’elettronica dipende da batterie chimiche. I futuri dispositivi spintronici potrebbero utilizzare l’energia magnetica da materiali speciali senza bisogno di una reazione chimica, che secondo Bansil sarebbe molto più efficiente. Questi nuovi dispositivi sono ancora in fase di sviluppo, ma risolverebbero i problemi di consumo energetico e velocità operativa nei computer, che attualmente dipendono dalla carica della batteria. Si avrebbe la batteria più veloce di sempre.
“Non c’è dubbio che la prossima generazione di dispositivi elettronici dovrà avere un basso consumo energetico”, afferma Bansil. “Quando scopri nuovi materiali come questo, si aprono delle possibilità. Questi nuovi tipi di materiali possono aiutare a introdurre tecnologie completamente nuove”.