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Sistema de grabación magnética

Sistema de grabación magnética

Buscando la forma de almacenar más memoria en menos espacio, ¿hay un límite a la miniaturización de los ordenadores?

Muchos avances tecnológicos de los que hoy disfrutamos tienen su base en el electromagnetismo…


Campos magnéticos

La tierra constituye un gigantesco imán natural, por lo que la magnetita o cualquier otro tipo de imán o elemento magnético que gire libremente sobre un plano paralelo a su superficie, tal como lo hace una brújula, apuntará siempre hacia el polo norte magnético.

Cualquier tipo de imán, ya sea natural o artificial, posee dos polos perfectamente diferenciados: uno denominado polo norte y otro denominado polo sur. Una de las características principales que distingue a los imanes es la fuerza de atracción o repulsión sobre otros metales las líneas magnéticas que se forman entre sus polos.

 

   


Cuando enfrentamos dos o más imanes independientes y acercamos cada uno de ellos por sus extremos, si los polos que se enfrentan tienen diferente polaridad se atraen (por ejemplo norte – sur, o sur – norte), pero si las polaridades son las mismas (norte – norte o sur – sur), se rechazan.


Soportes de grabación magnética

Disco duro del ordenador



En el año 1952 IBM crea el primer laboratorio dedicado exclusivamente a la investigación y desarrollo de dispositivos de almacenamiento. La idea de un dispositivo magnético de almacenamiento (que luego recibiría el nombre de Disco Duro) consistente en una superficie giratoria y una cabeza que pudiera leer y escribir impulsos magnéticos sobre ella comenzaba aquí.

El RAMAC (“Random Access Method of Accounting and Control”) fue el primer disco duro de la historia de la informática. A partir de entonces estos dispositivos no han dejado de evolucionar. Aproximadamente cada 18 meses bajando sus costes, se dobla la capacidad de almacenaje y aumentando la velocidad.


Soportes de almacenamiento externo

El disco flexible nació en IBM, a inicios de la década de los 70. Estos discos flexibles o también llamados disquetes fueron los más usados en los años ochenta y noventa, desde entonces han pasado por una serie de evoluciones en cuanto a tamaño y capacidad de almacenamiento.

No obstante a comienzos de los años 90, al aumentar el tamaño de los programas informáticos, se requería mayor número de disquetes para guardar una determinada información, por lo que a finales de esa década la distribución de programas cambió gradualmente al CD-ROM (sistema de almacenamiento óptico).

Actualmente se ha impuesto el uso de los llamados llaveros USB para transportar cómodamente en un reducido espacio una gran cantidad de información.

   


Grabación y lectura magnética

La unidad mínina de almacenamiento de memoria es el byte, que equivale a 8 bits. Cada uno de estos bits pueden tomar el valor cero o uno, ya que en cualquier ordenador la información se codifica mediante el código ASCII en forma de ceros y unos.

Según este código, cada carácter, número o símbolo equivale a un número del 32 al 126, de manera que podemos escribirlo utilizando un sistema en base 2, pero mejor veamos un ejemplo:

La letra A equivale al número 65, que escrito en base dos mediante siete dígitos sería:

1 x 26 + 0 x 25 + 0 x 24 + 0 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 64 + 1 = 65

Lo que nos deja el código 100 0001, al que debemos añadir un dígito de control que ocupa el octavo bit: 0100 0001.

Cuando queremos utilizar un material magnético para la grabación, la orientación del campo magnético nos servirá para establecer ceros y unos dependiendo de la orientación del mismo.

                    

Los discos duros de los ordenadores están compuestos por varios platos, es decir, varios discos de material magnético montados sobre un eje central sobre el que se mueven. Para leer y escribir datos en estos platos se usan las cabezas de lectura/escritura que mediante un proceso electromagnético codifican o decodifican la información que han de leer o escribir. La cabeza de lectura/escritura en un disco duro está muy cerca de la superficie, de forma que vuela sobre ella, creando un colchón de aire por su propio movimiento. Debido a esto, están cerrados herméticamente ya que cualquier partícula de polvo podría dañarlos.

Para escribir, la cabeza se sitúa sobre la celda a grabar y se hace pasar por ella un pulso de corriente, lo cual crea un campo magnético en su superficie. Dependiendo del sentido de la corriente, así será la polaridad de la celda. Este campo graba en la posición en la que se encuentre la cabeza un 0 o un 1, dependiendo del sentido de la polarización.

Para leer se produce el proceso contrario, se mide la corriente inducida por el campo magnético de la celda. Esto significa que al pasar sobre una zona se detecta el campo magnético, que según se encuentre magnetizada en un sentido o en otro, indica si en esa posición hay almacenado un 0 o un 1.


¿Qué hacemos en el ICMA?

Nanoimanes con memoria

En el ICMA buscamos materiales que puedan formar parte de la nueva generación de discos duros de ordenador. El objetivo es conseguir grabar información, un bit, en un nanoimán. Estos nanoimanes son diminutas partículas de material magnético, por ejemplo el hierro o el cobalto, que tienen un diámetro inferior a 100 nanometros (un nanometro es una milmillonésima parte de un metro). Los más pequeños, llamados también imanes moleculares, tan sólo contienen una molécula formada por 10 átomos o menos.

   


   

Ordenadores cuánticos

Por ser tan pequeños, los imanes moleculares muestran algunos “extraños” fenómenos de origen cuántico (la Física Cuántica es la rama de la Ciencia que explica el comportamiento de átomos y partículas subatómicas, como el electrón). Durante los últimos años, se busca utilizar estos fenómenos para construir ordenadores de un tipo nuevo, llamados “ordenadores cuánticos”. Estos ordenadores podrían resolver problemas complejos mucho más rápidamente que cualquier ordenador convencional, por muy potente que éste sea.


Nuevos materiales para la grabación y lectura

Conseguir una elevada densidad de información no es todo. También hace falta poder grabar y leer en espacios muy, muy pequeños. Por eso, los investigadores del ICMA investigan también nuevos materiales que formen parte de las cabezas de grabación y lectura. La resistencia de estos materiales “magnetorresistivos” cambia al pasar cerca de los polos de los nanoimanes que forman el disco duro.

   

Nanopartículas aplicadas a la Medicina

Por último, en el ICMA investigamos también nuevas aplicaciones de nanopartículas magnéticas en Medicina. Los nanoimanes pueden moverse por la sangre “empujados” por un imán externo. De esta manera, sería posible transportar pequeñas dosis de fármacos a órganos determinados, llevando a cabo un tratamiento precoz de enfermedades. Sometidos a radiación externa, los nanoimanes se calientan, lo que permitiría destruir celúlas cancerígenas o agentes nocivos.


MÁS INFORMACIÓN



El Nanomagnetismo investiga los límites físicos para almacenar la información

 
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