El documento describe el desarrollo de las memorias atómicas, desde las ideas iniciales de Richard Feynman sobre manipular la materia a escala atómica hasta los avances recientes. Científicos han creado una memoria capaz de almacenar 1 kilobyte de información usando la posición de átomos de cloro, y han medido cuánto tiempo un átomo puede retener información magnética. Aunque las memorias atómicas ofrecen una gran densidad de almacenamiento, su implementación práctica aún enfrenta desafí

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Resumen—La nanotecnología se considera una ciencia
novedosa poco conocida y con grandes aplicaciones al futuro.
Ésta, tiene como propósito manipular y controlar objetos a muy
pequeña escala, consiste en un cambio de estrategia a la hora de
fabricar estructuras, materiales y dispositivos útiles y precisos a
través del control y tratamiento en la escala manométrica; dando
paso de una tradición top-down a un futuro bottom-up.
I. INTRODUCCIÓN
l desarrollo de la tecnología va ligado de manera muy
significativa a la optimización de recursos y espacio en los
dispositivos. El hombre siente la necesidad de desarrollar
sistemas cada vez más pequeños, capaces de almacenar
información y realizar las funciones que nosotros le
asignemos.
-"No veo nada en las leyes físicas que impida construir
ordenadores enormemente más pequeños de lo que son
ahora".- sostenía el científico y precursor de la nanotecnología
Ricahrd Feynman el 29 de diciembre de 1959 en una
conferencia titulada: There’s Plenty of Room at the
Bottom (En el fondo hay sitio). Donde plantea la posibilidad
de manipular directamente los átomos ofreciendo una visión
tecnológica futura imaginado enciclopedias escritas en un pin.
Fuente: National Geographic España. (2016 Julio).
Según Feynman no negaba la posibilidad de manipular las
cosas átomo por átomo, sosteniendo: -“Los átomos se
comportan de manera distinta como lo hacen los objetos de
mayor escala, pues deben satisfacer las leyes de la mecánica
cuántica”. Según Feynman abriría nuevas posibilidades
resolviendo muchos problemas planteados por la química y la
biología.
Fuente: GravedadCero. (2009 Septiembre).
Hoy en día la nanotecnología ha permitido desarrollar el uso
de dispositivos tecnológicos cada vez más pequeños, ligeros y
potentes que nos permiten guardar información en un espacio
reducido manipulando la materia a escala atómica.
En la tecnología de lo minúsculo, en cuanto al
almacenamiento de datos, la meta es alcanzar el límite
atómico para guardar un bit de información, gracias a las
técnicas existentes a escala nanométrica, se está cada vez más
cerca de la fabricación de memorias atómicas con gran
densidad de almacenamiento.
II. MATERIA ATÓMICA
Basado en la segunda ley de la termodinámica que establece:
que todos los sistemas tienden a evolucionar a hacia una
entropía máxima. En otras palabras un sistema de partículas
atómicas originadas y evolucionadas a partir de ciertos
estados pueden retornar a su estado primitivo ya que poseen
cierta memoria de su condición original.
Fuente: Investigacióny Ciencia. (2016).
III. EL PRIMER DISCO DURO ATÓMICO
En las ideas planteadas por Feynman, científicos del instituto
internacional Ibérico de nanotecnología y de la universidad
tecnológica de Delft (Países bajos) consiguen crear una
memoria de tamaño nanométrico capaz de almacenar hasta un
Kilobyte de información átomo a átomo con la capacidad de
leer, grabar y regrabar la información. Sin embargo esta
memoria requiere condiciones y tecnología avanzada para su
implementación en ordenadores.
Fuente: National Geographic España. (2016 Julio).
-"Nosotros hemos hecho realidad lo que soñó Feynman"-,
añade el investigador del instituto internacional Ibérico de
Nanotecnología, Joaquín Fernández.
Fuente: Kalff, F. E., Rebergen, M. P., Fahrenfort, E., Girovsky, J., Toskovic,
R., Lado, J. L (2016).
IV. MOVER LOS ÁTOMOS COMO SI FUERAN UN
ÁBACO
Los desarrolladores de esta tecnología, para observar la
distribución de los átomos de cloro emplearon un microscopio
electrónico, vaporizando cloro sobre un sustrato de cobre y
controlando la combinación de presencia de átomos (p) y las
ausentes o vacantes de átomos (v). La combinación de ambos
espacios equivale a un bit (unidad básica de memoria).
Tomando , según su posición relativa, valores discretos: p-v
Memorias Atómicas
Muriel Argote Gabriela. gabrielam.argote@gmail.com
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traducido en “0” digital y v-p “1” digital, siendo el código
basado en ordenadores.
Siendo ya capaz la posibilidad de observar los datos por
medio de átomos, se desarrolla la capacidad de modificar y
grabar éstos. Implementando un microscopio de efecto túnel
(MET), dispositivo capaz de ver a nivel atómico, para
desplazar los átomos a una vacante adyacente como si fuera
un átomo. El desplazamiento estable de los átomos permite la
grabación de información actual.
Fuente: Kalff, F. E., Rebergen, M. P., Fahrenfort, E., Girovsky, J., Toskovic,
R., Lado, J. L (2016).
La estabilidad que presentó la secuencia de átomos permitió a
los científicos desarrollar una memoria de un Kilobyte en un
área de 96x126 nanómetros, siendo la densidad de
información almacenada es de 78 terabits por centímetro
cuadrado trabajando a una escala atómica y capaz de aumentar
la capacidad de memorias por ser cientos de veces mayor a los
típicos discos duros.
Para poder implementar esta nueva tecnología a un ordenador
doméstico pasara aún mucho tiempo pues se se deben corregir
algunos retos e inconvenientes en el desarrollo de su
implementación. Al ser una tecnología muy avanzada,
requiere técnicas extremas para su fabricación:
i. Para mantener las partículas atómicas de cloro
forma estable se requiere que la temperatura del
nitrógeno líquido sea muy bajo (-196°C) ya que,
en su configuración actual, la memoria trabaja
sólo en condiciones de vacío.
ii. En cuanto a la velocidad de los microscopios
capaces de leer y modificar los átomos pueden
tardar hasta dos minutos en leer un simple
bloque, si obtenemos mayor precisión en la
obtención de estos datos, afecta directamente la
velocidad de operación.
iii. El sustrato en el que se depositan los átomos de
cloro debe ser extremadamente liso.
Sin embargo, una vez más basándose en lo que decía
Feynman: -“Podemos colocar los átomos como queramos”
Fuente: Kalff, F. E., Rebergen, M. P., Fahrenfort, E., Girovsky, J., Toskovic,
R., Lado, J. L (2016).
V. MIDIENDO LA MEMORIA ATÓMICA CON
NANOPRECISIÓN
Recientemente los investigadores de IBM han descubierto
cuánto tiempo puede “recordar” su estado un átomo libre,
desarrollando una técnica que les permite ver estas acciones
atómicas con buena resolución.
Basándose en una propiedad cuántica, desarrollada por éstos
científicos, que consiste en dar la vuelta a la orientación del
espín de un átomo y medir el tiempo que recuerda éste estado
antes de regresar a su estado de espín natural les permite ver
las velocidades de las acciones atómicas sin precedentes.
Medir el estado de un espín de un átomo es una manera de
obtener un bit cuántico, o qubit, que puede servir como un uno
y un cero en un ordenador cuántico siendo posible observar el
cambio del espín del átomo en el tiempo.
Utilizando un microscopio de efecto túnel los científicos de
IBM capturan las imágenes del estado del átomo cada cinco
nanosegundos, logrando observar como los espines van
relajándose. Al desarrollar está técnica IBM encontró que un
único átomo de hierro puede almacenar información
magnética en forma de espín durante un nanosegundo
aproximadamente. Su memoria cuántica puede ser prolongada
cuando el átomo de hierro se encuentra cerca de un átomo de
cobre, necesitando alrededor de 200 nanosegundos para que
vuelva a relajarse y se descomponga la información.
Fuente: MIT Technology Review. (2010Septiembre).
Fig. 1. Sección de memoriaatómica transversal de la secuencia de átomos de
cloro que formanla unidadde memoria. La combinaciónde un átomo con un
'puesto vacío'equivale a un bit. Y cada bit equivale al valor 0 o 1 del sistema
binario.
Fuente: Kalff, F. E., Rebergen, M. P., Fahrenfort, E., Girovsky, J., Toskovic,
R., Lado, J. L (2016).

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Estos son los primeros pasos desarrollados de memorias de
ordenadores que funcionan en la escala atómica.
VI. CONCLUSIONES
Con el estudio e implementación de nuevas tecnologías
atómicas la ciencia va mejorando, enfocándose y basándose
en la visión aportada por Feynman la creación de dispositivos
nanométricos como las memorias de almacenamiento de datos
nos favorece a la hora de guardar información muy extensa.
Las memorias atómicas ya no son solo producto de la
imaginación de Feynman, gracias a las distintas universidades
y científicos encargados del desarrollo y estudio de estas
nuevas tecnologías, va adquiriendo forma y capacidad para
reemplazar a una de un ordenador común.
En la actualidad, si bien varias son las instituciones
encargadas del desarrollo de ésta tecnología, es un proceso
muy dificultoso. Las condiciones de fabricación de una
memoria atómica se ha vuelto un desafío en condiciones no
favorables al comportamiento de las partículas atómicas del
material.
REFERENCES
[1] National Geographic España.(2016 Julio). Un disco duro atómico, la
memoria más pequeña del mundo. Retrieved from
http://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/actualidad/disco-duro-
atomico-memoria-pequena-mundo_10545
[2] Gravedad Cero. (2009 Septiembre). Feynman, el padre de la
nanotecnología | Gravedad Cero. Retrieved from https://gravedad-
cero.org/2009/09/24/feynman-el-padre-de-la-nanotecnologia/
[3] Investigación y Ciencia. (2016). Materia Atómica. Retrieved from
http://www.investigacionyciencia.es/
[4] Kalff, F. E., Rebergen, M. P., Fahrenfort,E., Girovsky, J., Toskovic, R.,
Lado, J. L. Otte, A. F. (2016). A kilobyte rewritable atomic memory.
Nature Nanotechnology. http://doi.org/10.1038/nnano.2016.131
[5] MIT Technology Review. (2010). Midiendo la memoria atómica con
nanoprecisión - MIT Technology Review. Retrieved from
https://www.technologyreview.es/informatica/36577/midiendo-la-
memoria-atomica-con-nanoprecision/
Fig. 2. Máquina de memoria:El investigadorde IBM, Sebastián Loth,opera el
microscopio de efectotúnel que su equipo utilizó para medir cuánto tiempo
puede almacenar información un único átomo.
Fuente: MIT Technology Review. (2010 Septiembre).