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Los bits se vuelven antiesquirmions

Los bits se vuelven antiesquirmions

El mundo actual, que cambia rápidamente debido a  «big data», está encapsulado en miles de millones de pequeños objetos magnéticos -bits magnéticos- cada uno de los cuales almacena un bit de datos en unidades de disco magnético. Un grupo de científicos de los Institutos Max Planck de Halle y Dresde han descubierto un nuevo tipo de nano-objeto magnético en un material novedoso que podría servir como un bit magnético con propiedades de invisibilidad para hacer realidad en un futuro próximo una unidad de disco magnético sin partes móviles – una memoria Racetrack.

La mayoría de los datos digitales se almacenan en la nube como bits magnéticos dentro de números masivos de unidades de disco magnético. En las últimas décadas, estos bits magnéticos se han reducido en muchos órdenes de magnitud, llegando a límites donde los límites de estas regiones magnéticas pueden tener propiedades especiales. En algunos materiales especiales estos límites – «paredes de dominio magnético» – pueden ser descritos como topológicos. Lo que esto significa es que se puede pensar que estas paredes tienen un manto mágico especial – lo que los científicos llaman «protección topológica». Una consecuencia importante es que tales paredes magnéticas son más estables a las perturbaciones que los bits magnéticos similares sin protección topológica que se forman en materiales magnéticos convencionales. Así pues, estos objetos magnéticos «topológicos» podrían ser especialmente útiles para almacenar «1»y «0»los elementos básicos de los datos digitales.

Uno de estos objetos es un «esqurmión magnético» que es una pequeña región magnética, tal vez de decenas a cientos de átomos de ancho, separado de una región magnética circundante por una pared de dominio quiral. Hasta hace poco solo se ha encontrado un tipo de esqurmión, el que está rodeado por una pared de dominio quiral que toma la misma forma en todas las direcciones. Pero hanbhabido predicciones de varios otros tipos de esqurmiones que aún no se han observado. En un artículo publicado en Nature, científicos del departamento NISE del Prof. Stuart Parkin en el Instituto Max Planck para la Física de Microestructuras en Halle, Alemania, han encontrado una segunda clase de esquirmiones, lo que se llama «antisesquirmiones», en materiales sintetizados en el Departamento de Química de Estado Sólido del Prof. Claudia Felser en el Instituto Max Planck para CPFS, Dresden, Alemania.

Los científicos de Halle y Dresden han encontrado estos diminutos objetos magnéticos en una clase especial de compuestos magnéticos versátiles llamados Heusler que Claudia Felser y sus colegas han explorado extensamente durante los últimos 20 años. De estos compuestos de Heusler, un pequeño subconjunto tiene la simetría cristalina justa para permitir la posibilidad de formar antiesquirmiones pero no sesquirmiones. Utilizando un microscopio electrónico de transmisión altamente sensible en el Instituto Max Planck para Física de Microestructuras, Halle, que fue especialmente modificado para permitir la detección de pequeños momentos magnéticos, se crearon y detectaron antiesquirmiones sobre una amplia gama de temperaturas y campos magnéticos. Y lo que es más importante, los antiesquirmiones, tanto en arreglos ordenados como en objetos aislados, se podían ver incluso a temperatura ambiente y en campos magnéticos cero.

Las propiedades especiales de ocultación de los esquirmiones los hace de gran interés para una forma radicalmente nueva de memoria de estado sólido – Memoria Racetrak – que fue propuesta por Stuart Parkin hace una década. En Racetrack, los datos digitales están codificados dentro de las paredes del dominio magnético, que se encuentran dentro de cables magnéticos nanoscópicos. Una de las características únicas de Racetrack, que es diferente a todas las demás memorias, es que las paredes se mueven alrededor de los nanocables usando descubrimientos recientes en la espin-orbitrónica. Los pulsos muy cortos de corriente mueven todas las paredes del dominio hacia atrás y hacia adelante a lo largo de los nanocables. Las paredes -las puntas magnéticas- pueden ser leídas y escritas por dispositivos incorporados directamente en los propios nanohilos, eliminando así cualquier pieza mecánica. Las paredes magnéticas protegidas topológicamente son muy prometedoras para  las memorias Racetrack.

Por lo tanto, los antisesquirmiones podrían aplicarse a las memorias Racetrack pronto. Yendo incluso más allá de los antiesquirmiones el siguiente objetivo es la realización de una tercera clase de esquirmiones –  esquirmiones antiferromagnéticos- que son diminutos objetos magnéticos que realmente no tienen ningún momento magnético neto. Son magnéticamente casi invisibles pero tienen propiedades únicas que los hacen de gran interés.

Ampliar en: Ajaya K. Nayak et al, Magnetic antiskyrmions above room temperature in tetragonal Heusler materials, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature23466

Imanes, electromagnetismo. Aplicaciones tecnológicas

Programa para detectar un imán con un teléfono inteligente

Actualidad Informática. . Rafael Barzanallana

Este montaje de Ivo leko se basa en utilizar de forma creativa un poderoso imán de neodimio (que el usuario lleva en la mano) cuyo campo magnético afecta al magnetómetro, el acelerómetro y el micrófono del iPhone – algo que podría aplicarse a cualquier otro smartphone porque casi todos llevan estos componentes.

Fuente: microsiervos

Nueva familia de materiales para el almacenamiento y procesado de la información

Actualidad Informática. Nueva familia de materiales para el almacenamiento y procesado de la información. Rafael Barzanallana

Las ferritas hexagonales de elementos de las tierras raras han mostrado poseer momentos dipolares eléctricos y magnéticos espontáneos (como un caso raro), que puede permitir los acoplamientos de los campos eléctricos y magnéticos estáticos en estos materiales, lo que sugiere la aplicación en el almacenamiento y procesamiento de la información con elevada  eficiencia energética.

El cambio de la polaridad de un imán utilizando un campo eléctrico (efecto memoria magnetoeléctrica [MEM]), puede ser el principio de funcionamiento de la tecnología de próxima generación para el procesamiento y almacenamiento de información. Materiales multiferroicos son candidatos prometedores para el efecto MEM, debido a la coexistencia de ordenamientos eléctricos y magnéticos. Por otra parte, la coexistencia de polarizaciones eléctricas y magnéticas espontáneas es rara en materiales conocidos, lo que dificulta la aplicación potencial del efecto MEM.

Este artículo revisa brevemente una nueva familia de materiales multiferroicos – hexagonales ferritas de tierras raras – que se han mostrado simultáneamente en experimentos comportamientos ferroeléctrico y ferromagnético. Tanto la ferroeletricidad como el  ferromagnetismo en ferritas hexagonales originan indirectamente distorsiones estructurales, lo que resulta en los llamadas ordenaciones ferroeléctricas y ferromagnéticas impropias. Naturalmente, las distorsiones estructurales pueden mediar el acoplamiento entre las polarizaciones eléctricas y magnéticas en ferritas hexagonales de tierras raras, causando el efecto MEM, como se predijo por la teoría.

El posible efecto MEM en ferritas hexagonales de tierras raras es particularmente útil para el almacenamiento y procesamiento de la información, porque la naturaleza no volátil de la polarización magnética evita el coste de energía de refrescar la memoria constantemente y por lo tanto un flujo constante de corriente. La polaridad de los imanes se utiliza para almacenar información, por ejemplo, en el disco duro de los ordenadores. La información es modificada para «escribir» a través de un cambio de polaridad usando un campo magnético, lo que requiere un flujo de corriente que consume una cantidad significativa de energía. Si la polaridad se pudiera conmutar a través de un campo eléctrico (el efecto MEM), la eficiencia energética se mejora en gran medida, porque la generación del campo eléctrico  intrínsecamente necesita menos energía que para la generación de un campo magnético. El hecho de que el campo eléctrico se puede localizar fácilmente sugiere también aplicación en dispositivos miniaturizados.

Esta investigación fue financiada en parte por Nebraska EPSCoR.

Fuente: Xiaoshan Xu, Wang Wenbin multiferroico ferritas hexagonales (h-RFeO3, R = Y, Dy-Lu): una breve revisión experimental Física Moderna letras B, 2014;.. 28 (21): 1430008 DOI: 10.1142 / S0217984914300087

Dispositivos de ahorro de energía. La mejor manera de ahorrar es no comprarlos

Actualidad Informática. Dispositivos de ahorro de energía. La mejor manera de ahorrar es no comprarlos. Rafael Barzanallana. UMU

La crisis económica, unida a las continuas subidas en la factura de la electricidad está llevando a muchas familias españolas al límite de sus posibilidades. Esta situación de desesperanza es el caldo de cultivo perfecto para la aparición de productos milagro, que le permitirán ahorrar entre un 50 y un 75% de lo que paga a las eléctricas, por supuesto, sin tener que reducir el consumo.

Productos como energy saver prog-ner-g u otros muchos, prometen importantes ahorros simplemente enchufando a la red de su casa un aparato con una misteriosa tecnología.  ¿Cómo lo consigue? Mejor dicho, ¿lo consigue?

La única manera legal de ahorrar energía es:

  1. sustituir las bombillas tradicionales por bombillas de bajo consumo o mejor LED.
  2. bajar el termostato de radiadores eléctricos y vigilar que no haya puntos de perdida de calor en ventanas, puertas, canales de ventilación de aire acondicionado etc
  3. apagar completamente los dispositivos que no se usa. Olvídese del stand-by. Hay dispositivos como las placas vitrocerámicas que tienen un alto consumo cuando están en stand by (es decir, siempre, a no ser que se incluya un interruptor en el circuito).
  4. Regular la temperatura de congelador y refrigerador. –16 y 6 grados son suficientes
  5. Encienda la lavadora y el lavavajillas solo cuando estén llenos.
  6. Olvídese de la secadora
  7. El aire acondicionado a 25 grados es suficiente
  8. Planche cuando tenga mucha ropa que planchar, empleando solo el tiempo necesario. No deje la plancha encendida mientras que va a hacer otra cosa.

La energía es la capacidad para realizar un trabajo. Se mide en Julios en el sistema internacional de unidades, pero por razones prácticas las eléctricas nos presentan el consumo de energía eléctrica en kwh. Es correcto porque la energía es el resultado de aplicar una potencia (Watio) durante un tiempo (hora):

E = P * t

Así, si usted tiene un radiador de 1000w y lo conecta durante una hora, en la factura de la luz se le cargará 1 kwh. Ningún aparato que conecte a la red eléctrica permitirá que el radiador consuma 1 kwh de energía tomando de la red eléctrica menos de esa energía, porque recordemos que la energía no puede crearse de la nada.

Los dispositivos conectados a la red eléctrica de corriente alterna (la que tenemos en casa) utilizan la energía de una manera peculiar. Parte de la energía es consumida realmente para producir un trabajo. Es la potencia activa, que se mide en watios y se representa por la letra P. La otra parte es la potencia reactiva, que surge cuando conectamos a la red motores eléctricos, cuyas bobinas almacenan temporalmente la energía en forma de campo magnético que son devueltos a la red en el siguiente ciclo. Se mide en voltio amperios reactivos (VAr) y se designa con la letra Q. La potencia aparente sería la resultante de ambas, y se mide en VoltioAmperios (VA).

Las eléctricas les cobra a las industrias por la potencia aparente y les instala las capacidades necesarias para acercar el factor de potencia lo más posible a la unidad, ya que si este factor de potencia es bajo, les obliga a poner tendido eléctrico más grueso, capaz de soportar intensidades de corriente más altas, para proporcionar una misma potencia efectiva en watios.

Si abrimos uno de estos dispositivos, comprobamos que efectivamente lo único que lleva dentro es un condensador.

Pero resulta que a los usuarios de tarifa de particulares se nos cobra solo por la potencia activa (los kW), por lo que al enchufar este aparato a la red solo le estamos produciendo ahorros a la compañía eléctrica. A nosotros no nos afecta en absoluto. Así que si quieres ahorrar, no te molestes en comprar estos aparatos. Habrás ahorrado 40 euros.

Fuente:  LA MENTIRA ESTÁ AHÍ FUERA

Causas de la fascinación por Nikola Tesla

Actualidad Informática.  Nikola Tesla. Rafael Barzanallana. UMU

Mauricio-José Schwarz sugiere tres factores que contribuyen a que este genio sea objeto de este culto insano:

Primero, a las afirmaciones cada vez más delirantes y estrafalarias que iba haciendo Tesla conforme envejecía, en raptos que parecen brotes psicóticos, donde igual se inventaba que tenía una teoría que desbancaba a Einstein que hablaba del rayo de la muerte.

Segundo, a que desarrolló tecnologías muy impresionantes que permiten dejar volar la imaginación, como la transmisión eléctrica sin cables, que hace fácil que los chifladitos crean que se suprime «por la malvada conspiración» sin ponerse a pensar que simplemente no es comercialmente viable, y ni Tesla ni nadie ha podido hacer que funcione de modo rentable y a lo largo de grandes distancias. Queda como un bonito efecto de salón, pero hasta hoy impráctico. Esto causa gran desazón entre los que creen que todo lo que se puede hacer se debe hacer si suena guay.

Y, finalmente, porque sus documentos fueron confiscados por el gobierno estadounidense a su muerte (en parte por las propias declaraciones delirantes de Tesla, que pondrían en guardia a cualquier gobierno serio de una superpotencia, como el mencionado rayo de la muerte) lo que dio pie a que se creyera que tales afirmaciones eran reales. Por supuesto, los chifladitos se niegan a admitir que sólo le tomó tres días al Dr. John G. Trump del MIT, llamado por el gobierno para el peritaje, concluir que nada de lo que había dicho Tesla en esos años de declive mental tenía base alguna, sino que todo eran especulaciones. Menos aún aceptan que en 1952, nueve años después de la muerte del genio, todos sus documentos fueron entregados a su sobrino y están en el Museo Tesla en Belgrado.

Discos duros del futuro gracias al pigmento rojo de los Ferrari Roadster

Actualidad Informática. Discos duros del futuro gracias al pigmento rojo de los Ferrari Roadster. Rafael Barzanallana. UMU

La capacidad de almacenar datos de los discos duros ha crecido en un factor de 10.000 en los últimos 30 años gracias, entre otros avances, a la magnetorresistencia gigante(GMR), Premio Nobel Física 2007. Se publica en Science un nuevo avance, la GMR a temperatura ambiente en nanohilos moleculares de DXP (cada uno con un nanómetro de diámetro) incrustados en cristales de zeolita. El DXP es el pigmento utilizado por Ferrari para lograr el color rojo de la pintura de sus Roadster y no es una molécula magnética, pero se aprovecha el espín (momento magnético intrínseco) de sus electrones. Los electrones en la molécula no pueden moverse por ella (saltar de un átomo a otro, entre los átomos azules en la figura) cuando tienen el espín orientado en la misma dirección (lo prohíbe el principio de exclusión de Pauli) por lo que aparece una gran resistencia eléctrica. Sin embargo, al aplicar un campo magnético externo algunos espines cambian su dirección y los electrones pueden moverse por la molécula, bajando la resistencia. La conductividad cambia en un factor de 2000% (todo un récord comparado con el 600% de los materiales usados en los discos duros actuales) mostrando el fenómeno de GMR con una magnitud nunca vista antes (recuerda que la magnetorresistencia colosal es otra cosa). Más aún, este fenómeno se observa a temperatura ambiente. Por supuesto, todavía es muy pronto para ver discos duros basados en esta tecnología en el mercado. Como se almacenará la información en nanohilos es necesario usar la punta de un microscopio de fuerza atómica para leer y escribir, lo que complica mucho su incorporación a la tecnología actual de los discos duros. Pero tiempo al tiempo, la imaginación de los físicos y los ingenieros parece que no tiene límites. Este nuevo descubrimiento es como un Ferrari Roadster que nos lleva a toda velocidad hacia los discos duros del futuro. Nos lo cuenta Robert F. Service, “Hypersensitive Wires Feel the (Electromagnetic) Force,” ScienceNOW, 4 Jul 2013, siendo el artículo técnico R. N. Mahato et al., “Ultrahigh Magnetoresistance at Room Temperature in Molecular Wires,”Science Express, Jul 4, 2013 [DOI].

Ampliar en: Francis (th)E mule Science’s News

Esquema del espectro electromagnético

Actualidad Informática. Esquema del espectro electromagnético. Rafael Barzanallana. UMU

Investigadores del MIT descubren un nuevo tipo de magnetismo

Actualidad Informática. Investigadores del MIT descubren un nuevo tipo de magnetismo. Rafael Barzanallana. UMU

Los experimentos demuestran un ‘líquido de espín cuántico’, el cual podría tener aplicaciones en nuevos medios de almacenamiento de memoria para ordenadores.

Basándose en anteriores predicciones teóricas, investigadores del MIT han demostrado ahora experimentalmente la existencia de un tipo fundamentalmente nuevo de comportamiento magnético, añadiéndose a los dos estados anteriormente conocidos de magnetismo.

El ferromagnetismo —el magnetismo simple de una barra imantada o la aguja de un compás – se conoce desde hace siglos. En un segundo tipo de magnetismo, el antiferromagnetismo, los campos magnéticos de los iones dentro de un metal o aleación se cancelan entre sí. En ambos casos, los materiales son magnéticos solo cuando se enfrían por debajo de cierta temperatura crítica. La predicción y descubrimiento del antiferromagnetismo — la base para las cabezas de lectura de los discos duros de los ordenadores actuales — ganó el premio Nobel de Física de 1970, otorgado a Louis Neel, y en 1994 para el profesor emérito del MIT Clifford Shull.

“Estamos demostrado que hay un tercer estado fundamental del magnetismo”, dice el profesor de física en el MIT Young Lee. El trabajo experimental que demuestra la existencia de este nuevo estado, conocido como líquido de espín cuántico (QSL), se publica en la revista Nature, con Lee como autor sénior y Tianheng Han, que logró su doctoriado en física a principios de 2012, como autor principal.

El QSL es un cristal sólido, pero su estado magnético se describe como un líquido: al contrario que los otros dos tipos de magnetismo, las orientaciones magnéticas de las partículas individuales dentro del mismo fluctúan constantemente, lo que recuerda al movimiento constante de las moléculas dentro de un verdadero líquido.

Ampliar en: Ciencia Kanija

Espectro electromagnético

Vídeo musical sobre el espectro elelectromagnético.

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