È possibile archiviare informazioni anche usando singole molecole, oltre che nel DNA sintetico come abbiamo visto ieri. Non è la prima volta che sentiamo parlare di questa possibilità, ma la novità sta nel fatto che alcuni ricercatori del MIT hanno trovato il modo di metterla in pratica intorno agli zero gradi Celsius, mentre finora era necessario avvicinarsi allo zero assoluto (-273 gradi circa).
Questa nuova tecnologia sperimentale prende il nome di memoria molecolare, e promette un aumento della densità di archiviazione pari a circa 1000 volte rispetto alle capacità che abbiamo oggi. In concreto, sarebbe come avere un computer portatile con un hard disk da mille o più terabyte.
Le nuove molecole, "frammenti di grafene"
L'aumento della temperatura operativa tuttavia è solo uno dei passi avanti fatti segnare da questa ricerca, guidata da Jagadeesh Moodera (MIT, Dipartimento di Fisica) e Francis Bitter (MIT, Laboratorio sul Magnetismo), con la partecipazione dei chimici in forza all'Istituto Indiano della Scienza dell'Educazione e della Ricerca di Kolkata (India). I ricercatori infatti hanno anche trovato il modo di controllare la struttura molecolare usando un solo elettrodo ferromagnetico, mentre fino ad ora ce ne volevano due.
Con la supervisione di Moodera, Karthik Raman (Laboratorio di Ricerca IBM India) e Alexander Kamerbeek (studente, Università di Groningen) hanno scoperto questa possibilità in modo relativamente casuale. Dopo aver creato una struttura standard di memoria magnetica, infatti, hanno notato che si ottenevano due variazioni nella conduttività del materiale invece dell'unica che era prevista.
Tale struttura standard prevede che il materiale molecolare sia collocato tra due elettrodi ferromagnetici, per ottenere una sola variazione di conduttività per ogni variazione di orientamento magnetico. Ciò che si è verificato, tuttavia, ha fatto pensare che ogni elettrodo influenzasse il materiale in modo indipendente, una cosa "che non dovrebbe succedere, secondo le conoscenze che abbiamo", come ha commentato Moodera.
Sembra ieri che 120 GB erano un record
La possibilità di usare un solo elettrodo, spiega Moodera, potrebbe semplificare profondamente il modo di produrre questo tipo di memorie. E tale semplificazione, insieme alla possibilità di farle funzionare a temperature più alte, sembra poter avvicinare una loro realizzazione pratica.
Ci sono però altri problemi da risolvere: per esempio è molto complesso e costoso allineare le molecole in modo tale che se ne possa gestire singolarmente la magnetizzazione, evitando che la "scrittura" di un dato su una molecola finisca per alterare anche quelle adiacenti.
La soluzione trovata dai ricercatori indiani sta in atomi di zinco legati a fogli di carbonio (grafene), che hanno la tendenza ad allinearsi da soli. Due strati di molecole, secondo i ricercatori del MIT, sarebbero sufficienti a creare una cella di memoria. Una soluzione più facile da controllare, rispetto a un grande gruppo di molecole collocato tra due elettrodi.
Secondo Jing Shi (docente di Fisica, Università della California) Moodera, Raman e i loro colleghi "hanno scoperto un nuovo tipo di magnetoresistenza. È una novità rilevante, perché non serve (più) una struttura del materiale complicata. (Quindi) il processo di fabbricazione potrebbe essere più semplice e molto flessibile". "Ovviamente ci vorrà del tempo", continua Shi, "ma è una dimostrazione".