Nanoosciladores
Física

Nanoosciladores capaces de sincronizar su funcionamiento

Así lo han revelado científicos del NIST (el Instituto Estadounidense de Estándares y Tecnología), quienes describen el "engarce" de las propiedades magnéticas dinámicas de dos osciladores de dimensiones nanométricas posicionados a 500 nanómetros de distancia uno de otro, lo que incrementa la potencia de las microondas de salida, provenientes de las señales entregadas por los dispositivos. Mientras cada oscilador individual tiene una potencia de salida de sólo 10 nanovatios, la potencia de salida de múltiples dispositivos aumenta según el cuadrado del número de dispositivos involucrados.

El trabajo del NIST sugiere que pequeños conjuntos de 10 nanoosciladores podrían producir señales de 1 microvatio o más, suficiente para usos prácticos como osciladores de referencia o en transmisores y receptores de microondas direccionales, en dispositivos como los teléfonos móviles, sistemas de radar y chips de ordenador.

Los osciladores diseñados en el NIST consisten en un "bocadillo" de dos películas magnéticas separadas por una capa no magnética de cobre. Pasando una corriente eléctrica a través del dispositivo se consigue que la dirección de su magnetización cambie rápidamente para atrás y para adelante, produciendo una señal de microondas. Los dispositivos redondos tienen 50 nanómetros de diámetro, aproximadamente la milésima parte del grosor de un cabello humano, y centenares de veces menor que el diámetro medio de los generadores de microondas típicos, en uso comercial actualmente. Los dispositivos son compatibles con la tecnología convencional usada en los semiconductores, por lo que se espera que esto haga más barata su fabricación.

Nanoosciladores
La simulación muestra la interacción de las "ondas de espín" emitidas por dos nanoosciladores que generan señales de microondas (Foto: NIST)
El tipo de señales engarzadas o sincronizadas observado en el NIST, fue descrito por primera vez en el siglo XVII por el científico holandés Christiaan Huygens, quien descubrió que dos relojes de péndulo montados en la misma pared, sincronizaban su tictac, gracias al débil acoplamiento de las señales acústicas a través de la pared. Este fenómeno también ocurre en muchos sistemas biológicos, como la sincronización de los destellos luminosos de las luciérnagas, el canto de ciertos grillos, los ritmos circadianos que sincronizan los ciclos biológicos con el Sol, y los patrones de los latidos del corazón que se sincronizan con el ritmo respiratorio. Hay también ejemplos en las ciencias físicas, como la sincronización de la rotación de la Luna con respecto a su órbita alrededor de la Tierra.

La sincronización ya se explota en muchas tecnologías, como las comunicaciones inalámbricas y ciertos tipos de redes de antenas; por ejemplo en bastantes esquemas de telecomunicaciones, el oscilador de un receptor debe sincronizarse con la señal transmitida por un remitente.
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