Por qué es importante: En la nueva era digital, los CD y DVD se han convertido en reliquias, reemplazadas por la popularidad del streaming y el almacenamiento en la nube. Sin embargo, los científicos creen que pueden haber encontrado una manera de recuperar el almacenamiento en disco óptico, con una actualización masiva que aumenta enormemente la densidad de datos.

Investigadores de la Universidad de Chicago y del Laboratorio Nacional Argonne desarrollado un nuevo tipo de memoria óptica que almacena datos transfiriendo luz de átomos de elementos de tierras raras incrustados en un material sólido a defectos cuánticos cercanos. Ellos publicado su estudio en Physical Review Research.

El problema que los investigadores pretenden resolver es el límite de difracción de la luz en los CD y DVD convencionales. El almacenamiento óptico actual tiene un límite estricto en la densidad de datos porque cada bit no puede ser más pequeño que la longitud de onda del láser de lectura/escritura.

Los investigadores proponen superar este límite llenando el material con emisores de tierras raras, como cristales de óxido de magnesio (MgO). El truco, llamado multiplexación de longitudes de onda, consiste en hacer que cada emisor utilice una longitud de onda de luz ligeramente diferente. Teorizaron que esto les permitiría colocar muchos más datos en el mismo espacio de almacenamiento.

Primero, los investigadores tuvieron que abordar la física y modelar todos los requisitos para construir una prueba de concepto. Simularon un material sólido teórico lleno de átomos de tierras raras que absorben y reemiten luz. Luego, los modelos mostraron cómo los defectos cuánticos cercanos podían capturar y almacenar la luz devuelta.

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Uno de los descubrimientos fundamentales fue que cuando un defecto absorbe energía de longitud de onda estrecha de los átomos cercanos, no sólo se excita: su estado de espín cambia. Una vez invertidos, es casi imposible revertirlos, lo que significa que estos defectos pueden almacenar datos legítimamente durante mucho tiempo.

Si bien este es un primer paso prometedor, algunas preguntas cruciales aún necesitan respuesta. Por ejemplo, comprobar cuánto tiempo persisten estos estados excitados es fundamental. Los detalles sobre las estimaciones de capacidad también fueron escasos: los científicos elogiaron la «densidad ultraalta» pero no proporcionaron ninguna proyección sobre las capacidades actuales de los discos. Sin embargo, a pesar de los obstáculos restantes, los investigadores están entusiasmados y lo califican como un «gran primer paso».

Por supuesto, convertir todo esto en un producto de almacenamiento comercial real probablemente requerirá años de investigación y desarrollo adicionales.