Un avance tecnológico que promete revolucionar nuestros dispositivos: la llegada de la orbitrónica

Vivimos en la era de la electrónica, una tecnología que da vida a nuestros teléfonos, ordenadores, y una multitud de dispositivos inteligentes. Todos ellos funcionan gracias al flujo de electrones, pequeñas partículas con carga eléctrica negativa que recorren los circuitos y cables, permitiendo que nuestros aparatos funcionen. La electrónica aprovecha precisamente esta carga para codificar información, del mismo modo que la tinta en el papel guarda palabras y símbolos.

Sin embargo, un grupo de investigadores ha planteado una idea revolucionaria: ¿y si pudiéramos dar un nuevo salto tecnológico? La orbitrónica es precisamente eso, una forma de almacenar información que no se basa en la carga de los electrones, sino en otra propiedad de estas partículas conocida como el momento angular orbital.

¿Qué es el momento angular orbital? 

El concepto de momento angular orbital puede sonar complejo, pero simplificándolo podemos describirlo como una propiedad física que describe cómo se mueven los electrones al girar alrededor del núcleo de sus átomos. Estos movimientos pueden diferenciarse, y los científicos les han asignado diferentes «nombres» que permiten describir y manipular esos estados. Así, el momento angular orbital se convierte en una nueva «letra» con la cual almacenar información, similar a como se utilizan los electrones en la electrónica.

Descubrimientos recientes en orbitrónica

 El avance reciente, publicado en Nature Physics, consiste en la confirmación de la existencia de los llamados monopolos de momento angular orbital, un objeto físico que los científicos han buscado durante años. Si bien ya se había explorado la orbitrónica utilizando metales convencionales como el titanio, los materiales empleados hasta ahora no ofrecían las características necesarias para desarrollar una tecnología verdaderamente eficiente.

Estos monopolos son configuraciones únicas donde las líneas de momento angular orbital no se enredan, sino que se extienden en direcciones bien definidas, como las púas de un erizo. Esta cualidad permite un control más preciso sobre el almacenamiento de información, lo cual es clave para el desarrollo de nuevos dispositivos.

El potencial de los semimetales topológicos quirales

 Los investigadores han utilizado materiales conocidos como semimetales topológicos quirales, en concreto paladio con galio y platino con galio. Estos materiales tienen una estructura en forma de espiral que facilita la presencia natural de patrones de monopolos, lo cual evita la necesidad de generar estos patrones mediante estímulos externos.

La ventaja de estos materiales radica en su eficiencia energética.

Al no requerir estímulos adicionales, podrían convertirse en la base para dispositivos de memoria y computación mucho más eficientes, contribuyendo a reducir el consumo energético. Esto no es trivial, ya que el consumo energético de los dispositivos electrónicos es significativo en un mundo que lucha por reducir la dependencia de energías contaminantes.

Una tecnología complementaria, no sustitutiva

Es importante aclarar que la orbitrónica no busca reemplazar a la electrónica, del mismo modo que la electrónica no ha acabado con el papel y la tinta. Más bien, se espera que estas tecnologías coexistan, aprovechando cada una sus propias ventajas. De hecho, ya se plantea la construcción de dispositivos que combinen la electrónica, la orbitrónica y otras tecnologías similares en una sinergia que optimice el rendimiento y la eficiencia de nuestros futuros dispositivos.