Un grup d'investigadors de la Universitat Northeastern (Boston, Estats Units) liderat per Alberto de la Torre, professor adjunt de física i autor principal de la investigació, ha descobert com canviar l'estat electrònic de la matèria segons les necessitats del moment, la qual cosa permetria fer que l'electrònica sigui 1.000 vegades més ràpida i eficient.

La troballa tindria la capacitat de reemplaçar els components de silici en l'electrònica amb materials quàntics sensiblement més petits i més ràpids. La tècnica, denominada «extinció tèrmica», aprofita l'escalfament i refredament controlats perquè un material quàntic canviï entre un estat conductor metàl·lic i un estat aïllant. El millor és que els estats poden revertir-se a l'instant utilitzant la mateixa tècnica.

"Actualment, els processadors funcionen en gigahertzs. La velocitat de canvi permetria assolir els terahercios", afirma Alberto de la Torre. Suposa no només un gran avenç per als científics de materials, sinó que podria marcar també el futur de l'electrònica: control instantani sobre si un material condueix o aïlla l'electricitat.

Un descobriment que podria canviar l'electrònica per sempre

Els investigadors assenyalen que l'efecte és similar al d'un transistor que commuta senyals electrònics. Gregory Fiete, professor de física en Northeastern, que va col·laborar amb De la Torre per interpretar les troballes, assegura que igual com els transistors van permetre que els ordinadors es miniaturitzessin (els primers equips ocupaven habitacions senceres, i ara tenim potents dispositius que caben a la butxaca), el control dels materials quàntics té el potencial de transformar l'electrònica.

Tots els que han utilitzat un ordinador arriben a un punt en el qual desitgen que alguna cosa carregui més ràpid. No hi ha res més ràpid que la llum, i estem utilitzant la llum per controlar les propietats dels materials a la velocitat més ràpida que permet la física

En projectar llum sobre un material quàntic anomenat 1T-TaS₂ a temperatura propera a l'ambient, els investigadors van aconseguir un «estat metàl·lic ocult» que fins aleshores només s'havia mantingut estable a temperatures criogèniques. Els investigadors han aconseguit aquest estat metàl·lic conductor a temperatures més pràctiques, segons de la Torre, i el material pot mantenir el seu estat programat durant mesos, una mica mai abans aconseguit.

Segons Fiete, "un dels grans reptes és com controlar les propietats dels materials a voluntat. Aspirem a un control màxim sobre les propietats dels materials. Volem aconseguir una cosa molt ràpida, amb un resultat molt segur, perquè aquest és el tipus de coses que després es poden aprofitar en un dispositiu".

Fins aquest moment, els dispositius electrònics han requerit materials conductors aïllants, a més d'una interfície ben dissenyada entre ambdós. La troballa permet utilitzar només un material, controlable amb llum, per conduir i després aïllar. "Estem en un punt en el qué, per aconseguir millores sorprenents en l'emmagatzematge d'informació la velocitat d'operació, necessitem un nou paradigma", afirma Fiete.

Els resultats de la investigació han estat publicats a la revista Nature Physics, la qual amplia els treballs previs que van utilitzar polsos làser ultraràpids per modificar temporalment la conducció elèctrica dels materials. El problema és que els esmentats canvis només van durar fraccions de segon i, generalment, a temperatures extremadament baixes.