Albert Fert, premi Nobel de Física 2007: «Lʼespintrònica crearà dispositius més ràpids i amb un consum dʼenergia més baix»
Lʼespintrònica és una disciplina prometedora que en un futur proper desenvoluparà dispositius dʼalta capacitat i velocitat i de baix consum energètic per a les tecnologies de la informació i la comunicació. Lʼorigen dʼaquesta revolució tecnològica va ser el descobriment, el 1988, de la magnetoresistència gegant (GMR). Els científics Albert Fert i Peter Grünberg van ser distingits amb el Nobel de Física el 2007 per aquest avenç pioner.
«Obriu la mirada, queden molts descobriments per fer», va exclamar Albert Fert davant el públic que lʼescoltava el passat 25 de setembre a la Facultat de Física de la UB durant la seva conferència: «Spin-orbitronics, a new direction for spintronics». En el seu parlament, Fert va analitzar els reptes científics que plantegen lʼespintrònica i un altre camp de coneixement encara més desafiador: lʼespinorbitrònica. Atilà Herms, degà de la Facultat de Física, i Javier Tejada, catedràtic del Departament de Física Fonamental, van presentar el professor Fert al públic assistent, interessat a actualitzar els seus coneixements sobre espintrònica, la disciplina que estudia lʼspin, una propietat intrínseca dels electrons. Lʼespintrònica obre un gran ventall de possibilitats a lʼhora dʼoptimitzar el processament i lʼemmagatzematge de dades en els dispositius electrònics.
Lʼespintrònica és una disciplina prometedora que en un futur proper desenvoluparà dispositius dʼalta capacitat i velocitat i de baix consum energètic per a les tecnologies de la informació i la comunicació. Lʼorigen dʼaquesta revolució tecnològica va ser el descobriment, el 1988, de la magnetoresistència gegant (GMR). Els científics Albert Fert i Peter Grünberg van ser distingits amb el Nobel de Física el 2007 per aquest avenç pioner.
«Obriu la mirada, queden molts descobriments per fer», va exclamar Albert Fert davant el públic que lʼescoltava el passat 25 de setembre a la Facultat de Física de la UB durant la seva conferència: «Spin-orbitronics, a new direction for spintronics». En el seu parlament, Fert va analitzar els reptes científics que plantegen lʼespintrònica i un altre camp de coneixement encara més desafiador: lʼespinorbitrònica. Atilà Herms, degà de la Facultat de Física, i Javier Tejada, catedràtic del Departament de Física Fonamental, van presentar el professor Fert al públic assistent, interessat a actualitzar els seus coneixements sobre espintrònica, la disciplina que estudia lʼspin, una propietat intrínseca dels electrons. Lʼespintrònica obre un gran ventall de possibilitats a lʼhora dʼoptimitzar el processament i lʼemmagatzematge de dades en els dispositius electrònics.
Lʼespintrònica, que és un tipus dʼinterfície entre la física del magnetisme i lʼelectrònica, no només treballa amb la càrrega dels electrons sinó també amb la seva propietat quàntica fonamental: lʼspin. Per què és tan interessant lʼspin per a la comunitat científica?
Els electrons tenen dues característiques: la càrrega i lʼspin. Per què no les usem totes dues? La informació es pot codificar mitjançant un corrent de càrrega, com fa lʼelectrònica clàssica, però també mitjançant un corrent dʼspin. A més, la informació que transporta un corrent dʼspin es pot emmagatzemar de manera més directa en la informació no volàtil (permanent) dels discos durs o a les memòries magnètiques.
Lʼespintrònica té aplicacions tecnològiques increïbles. Quines barreres ha de derrocar la comunitat científica per seguir avançant en aquest camp?
Hi ha moltes barreres tecnològiques, perquè cada vegada és més complicat preparar materials científics a nanoescala. Quines són les barreres principals? En realitat, no nʼhi ha de fonamentals, ja que lʼespintrònica es basa en la física quàntica, i la física quàntica és un camp en què sʼha avançat molt. No obstant això, queden molts escenaris nous per imaginar per als diferents actors de la matèria a nanoescala: electrons, spins, fotons, magnons, fonons, parells de Cooper, excitons, skyrmions, etc. El cert és que lʼúnica barrera que existeix és el límit de la imaginació del físic. Cada dia apareixen nous conceptes: per exemple, els conceptes de protecció topològica i aïllant topològic són molt recents.
Emmagatzemar més informació en menys espai: la revolució dels dispositius magnètics tot just acaba de començar…
Sí, això només és una petita part de lʼespintrònica, concretament de la magnetoresistència gegant. No obstant això, també és veritat que la quantitat dʼinformació que es processa, emmagatzema, etc., està augmentant molt. Per tant, els dispositius tecnològics que es dissenyen per processar i emmagatzemar informació han de ser més ràpids i han de consumir menys energia, i aquest és a grans trets lʼobjectiu de lʼespintrònica.
Estudiar nous materials és un factor clau per a lʼavenç dʼaquesta disciplina. Quins materials són els millors candidats per a lʼespintrònica?
Hi ha molts materials nous. El grafè és un exemple de material amb moltes possibilitats, i és justament un dels meus àmbits de recerca. De fet, en la conferència que vaig pronunciar a la UB, vaig demostrar que lʼinterès se centra, cada vegada més, no pas en els clàssics materials tridimensionals sinó en la superfície, en la interfície atòmica o en els materials dʼuna sola capa atòmica dʼespessor. El grafè nʼés un exemple, i la superfície dels aïllants topològics, també.
Els científics afirmen que la bellesa es troba en les coses petites. Per què se senten tan atrets per la nanoescala?
No es pot afirmar que la nanoescala sigui lʼescala més atractiva, ja que hi ha escales menors que poden ser fins i tot més interessants per comprendre, per exemple, lʼorigen de lʼUnivers. No obstant això, per a la nostra vida pràctica, i atès que som matèria composta per àtoms, el millor que podem fer és organitzar la matèria en lʼescala atòmica.
Els reptes científics sʼassoleixen a llarg termini, per la qual cosa sempre necessitarem futures generacions de científics. Segons el seu parer, com podem animar els joves a estudiar ciència?
Nosaltres, els científics, hem de parlar amb els nens i adolescents. En el meu cas, faig presentacions en facultats, instituts i escoles. Crec que els periodistes també poden contribuir a promocionar la ciència en la societat a través dels mitjans de comunicació. Hem dʼensenyar als joves que la ciència és fascinant i no tan difícil com se sol pensar.
La ciència i els científics exerceixen un paper vital en la societat. No obstant això, lʼúnic contacte que la majoria dels ciutadans tenen amb la ciència són els diaris i la televisió. La ciència té el suport social que es mereix?
Avui en dia, hi ha molts moviments en contra de lʼavenç de la ciència, perquè la gent té por de lʼevolució de la societat. Lʼevolució del món, la producció industrial creixent, la societat industrial ens han portat a nombrosos problemes: lʼemissió de diòxid de carboni i lʼescalfament global, el consum de materials cada vegada més difícils de trobar, etc. Amb tot, la solució a aquests problemes només es pot aconseguir mitjançant la ciència. Per exemple: únicament la ciència podrà trobar la manera dʼemmagatzemar el diòxid de carboni i produir energia sense emetre diòxid de carboni a lʼatmosfera.
I per acabar, encara que no per això menys important: va rebre el Premi Nobel de Física 2007 pel descobriment de la magnetoresistència gegant (GMR) el 1988. Ha canviat el Premi Nobel la seva rutina diària?
Sí, en molts aspectes. Per exemple, en la responsabilitat dʼimpartir conferències en escoles per despertar motivació per la ciència entre els nens i nenes, en el deure dialogar amb les autoritats polítiques, etc. Intento explicar als polítics com sʼhauria dʼorganitzar la recerca i lʼensenyament universitari per millorar-ne la qualitat. I, a més, segueixo tenint molta feina al laboratori. No mʼagrada participar en debats televisius, inauguracions o congressos llargs. Crec que encara em queden coses per fer en ciència, perquè tinc noves idees per desenvolupar i metes per aconseguir. En definitiva, he de fer moltes coses.