Física

Física cuántica para refrigerar ordenadores

(NC&T) Una nueva generación de semiconductores, diseñada alrededor del fenómeno conocido como QSHE (Quantum Spin Hall Effect), podría mantener la ley de Moore en vigor durante décadas.

Pero más allá de los semiconductores, el aspecto teórico del efecto es intrigante por sí solo.

Utilizando un material semiconductor especial confeccionado a partir de capas de telururo de mercurio y telururo de cadmio, los experimentadores emplearon "trucos cuánticos" para alinear el espín de los electrones. Bajo estas condiciones extraordinarias, la corriente sólo fluye a lo largo de los bordes de la pieza de semiconductor. Interesantemente, los electrones con espines idénticos viajan juntos en la misma dirección, mientras que los electrones con espines opuestos se mueven en la dirección opuesta. A diferencia de los semiconductores existentes, esta inusual corriente eléctrica no genera calor destructivo debido a la disipación de energía o a la colisión de electrones contra impurezas en el material semiconductor.

El extraño comportamiento de los electrones constituye un nuevo estado de la materia, uniéndose a los tres estados familiares, sólido, líquido y gaseoso, así como a los estados menos comunes, como por ejemplo el de los superconductores, donde los electrones fluyen sin resistencia.

Anteriormente han sido demostrados efectos similares, pero sólo a temperaturas extremadamente frías y bajo los efectos de potentes campos magnéticos, condiciones que no pueden existir dentro de los ordenadores comunes.

Existen otros candidatos para la próxima generación de chips de ordenadores, incluyendo la tecnología de nanotubos. Pero el profesor de física Shoucheng Zhang (Universidad de Stanford) cree que los chips QSHE podrían tener ventaja debido a que pueden ser fabricados a partir de materiales que ya resultan familiares para los fabricantes de chips. Con el paso del tiempo, la llamada "espintrónica" podría entrar en un claro auge con los espines de los electrones volviéndose más importantes que su carga eléctrica: los semiconductores operarían sólo sobre la base del espín, sin electrones moviéndose en la forma usual de corriente eléctrica.


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