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Lograr almacenar en un solo átomo información cuántica
Una memoria de datos difícilmente puede ser más pequeña: los investigadores que trabajan con Gerhard Rempe en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania) han almacenado información cuántica en un solo átomo. Los investigadores escribieron el estado cuántico de los fotones individuales, es decir, partículas de luz, en un átomo de rubidio para leerlo de nuevo después de un tiempo. Esta técnica puede ser utilizada, en principio, para el diseño de potentes ordenadores cuánticos y redes de unos con otros a través de grandes distancias.
Los ordenadores cuánticos algún día serán capaces de hacer frente a tareas de cómputo en casos en los que las computadoras actuales tardarían años. Ttomarán su enorme potencia de cálculo de su capacidad de procesar simultáneamente las diversas piezas de información que se almacenan en el estado cuántico de los sistemas físicos microscópicos, como átomos y fotones. Con el fin de ser capaces de operar, las computadoras cuánticas deben intercambiar estas piezas de información entre sus componentes individuales. Los fotones son especialmente adecuados para ello, y no importa lo que hay que llevar con ellos. Las partículas de la materia sin embargo se utilizarán para el almacenamiento y procesamiento de información. Los investigadores están buscando métodos, por los que se pueda intercambiar información cuántica entre fotones y materia. Aunque esto ya se ha hecho con conjuntos de muchos miles de átomos, los físicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching han demostrado que la información cuántica también se puede intercambiar entre átomos y fotones de una forma controlada.
El uso de un solo átomo como unidad de almacenamiento tiene varias ventajas – la miniaturización extrema de ser una sola, dice Holger Specht del Instituto Max Planck, quien estuvo involucrado en el experimento. La información almacenada puede ser procesada mediante la manipulación directa en el átomo, lo cual es importante para la ejecución de operaciones lógicas en una computadora cuántica. «Además, ofrece la oportunidad de comprobar si la información cuántica almacenada en el fotón se ha escrito correctamente en el átomo sin destruir el estado cuántico», dice Specht. Por lo tanto, es posible determinar en una fase temprana si un proceso de cálculo debe repetirse debido a un error de almacenamiento.
El hecho de que nadie había logrado hasta hace muy poco en el intercambio de información cuántica de fotones y átomos individuales se debe a que la interacción entre las partículas de la luz y los átomos es muy débil. Átomo y el fotón no se dan cuenta mucho el uno del otro, por así decirlo, como dos invitados a una fiesta que apenas hablan entre sí, y por lo tanto pueden intercambiar sólo un poco de información. Los investigadores en Garching han mejorado la interacción con un truco. Colocaron un átomo de rubidio entre los espejos de un resonador óptico, y luego utilizaron pulsos láser muy débiles para introducir fotones individuales en el resonador. Los espejos del resonador reflejan los fotones y varias veces aquí para allá, lo que mejora fuertemente la interacción entre fotones y átomos. Hablando en sentido figurado, los invitados por lo tanto cumplirán con más frecuencia y la posibilidad de que hablen entre si se incrementa.
Los fotones llevan la información cuántica en la forma de su polarización. Esta puede ser zurda (la dirección de la rotación del campo eléctrico es a la izquierda) o diestra (sentido horario). El estado cuántico del fotón puede contener ambas polarizaciones simultáneamente como un estado de superposición. En la interacción con los fotones, el átomo de rubidio suele ser excitado y luego pierde la excitación de nuevo por medio de la emisión probabilística de un fotón más. Los investigadores no querían que esto sucediera. Por el contrario, la absorción de los fotones fue para que el átomo de rubidio permaneciera en un estado cuántico definido, estable. Los investigadores lo lograron gracias a la ayuda de otro haz láser, el denominado láser de control, que se dirige sobre el átomo de rubidio en el mismo tiempo que interactúa con el fotón.
La orientación del espín del átomo contribuye decisivamente al estado cuántico estable generado por láser de control y el fotón. El espin da al átomo un momento magnético. El estado cuántico estable, el que los investigadores utilizan para el almacenamiento, por lo tanto está determinado por la orientación del momento magnético. El estado se caracteriza por el hecho de que refleja el estado de polarización del fotón: la dirección del momento magnético corresponde a la dirección de rotación de la polarización del fotón, una mezcla de ambas direcciones de rotación sn almacenada por una mezcla correspondiente de los momentos magnéticos.
Este estado es leído por el proceso inverso: la irradiación del átomo de rubidio con el láser de control de nuevo hace que se vuelva a emitir el fotón, que fue originalmente incidente. En la gran mayoría de los casos, la información cuántica de los fotones de lectura está de acuerdo con la información almacenada originalmente, como los físicos descubrieron en Garching. La cantidad que describe esta relación, la fidelidad, fue más del 90 por ciento. Esto es significativamente mayor que la fidelidad del 67 por ciento que se puede lograr con los métodos clásicos, es decir, aquellos que no se basan en efectos cuánticos. El método desarrollado en Garching, por lo tanto, es una memoria cuántica real.
Los físicos midieron el tiempo de almacenamiento, es decir, el tiempo que la información cuántica en el rubidio se puede conservar, resultó ser de alrededor de 180 microsegundos. «Esto es comparable con los tiempos de almacenamiento de todas las memorias cuánticas anteriores basadas en conjuntos de átomos», dice Stephan Ritter, otro investigador involucrado en el experimento. Sin embargo, un tiempo significativamente más largo de almacenamiento es necesario para que el método pueda utilizarse en una computadora cuántica o una red cuántica. Hay también una característica de calidad más de la memoria cuántica de un solo átomo de Garching, que se puede mejorar: la eficiencia de la llamada. Es una medida de cuantos de los fotones irradiados se almacenan y luego se pueden leer de nuevo. Esto fue algo menos del 10 por ciento.
El tiempo de almacenamiento está limitado principalmente por las fluctuaciones del campo magnético del entorno del laboratorio, dice Ritter. «Por lo tanto, se puede aumentar mediante el almacenamiento de la información cuántica en los estados cuánticos de los átomos que son insensibles a los campos magnéticos.» La eficacia está limitada por el hecho de que el átomo no puede quedarse quieto en el centro del resonador, se mueve. Esto hace que la fuerza de la interacción entre átomos y fotones tienda a disminuir. Los investigadores pueden así también mejorar la eficiencia: por una mayor refrigeración del átomo, es decir, reduciendo aún más la energía cinética.
Los investigadores del Instituto Max Planck en Garching ahora quieren trabajar en estas dos mejoras. «Si esto tiene éxito, las perspectivas de la memoria cuántica de un solo átomo sería excelente», dice Stephan Ritter.
Fuente: ScienceDaily
Investigadores identifican distintos niveles de conductividad en el grafeno
El grafeno es un material muy conocido, pues es el integrante que permite la escritura en los lápices También es el último «material maravilloso», y puede ser para la industria electrónica una gran esperanza de creación de dispositivos electrónicos de funcionamiento muy rápido. Los investigadores de North Carolina State University (EE.UU.) han encontrado una de las primeras barreras frente al empleo del grafeno, demostrando que su conductividad disminuye significativamente cuando más de una capa está presente.
La estructura del grafeno es lo que lo hace prometedor para la electrónica. Debido a la forma en que sus átomos de carbono se disponen, sus electrones son muy móviles. Electrones móviles significa que el material tendrá alta conductividad. Pero el físico Dr. Marco Buongiorelno-Nardelli y el ingeniero Dr. Ki Kim Wook querían encontrar una manera de estudiar el comportamiento del grafeno «real» y ver si esto era realmente así.
«Se puede hablar de la estructura electrónica del grafeno, pero debe tenerse en cuenta que los electrones no existen solos en el material,» afirma Buongiorno-Nardelli. «Hay impurezas, y lo más importante, hay vibraciones de los átomos presentes en el material. Los electrones se encuentran y pueden interactuar con estas vibraciones, afectando la conductividad del material. »
Buongiorno-Nardelli, Kim y los estudiantes de postgrado Kostya Borysenko y Mullen Jeff desarrollaron un modelo de cálculo que predice la conductividad real del grafeno, tanto de una sola capa y de doble capa, con dos capas de grafeno una encima de la otra. Es importante estudiar el modelo de doble capa, porque los dispositivos electrónicos actuales no pueden trabajar con una sola capa de material.
Buongiorno, Nardelli explica, «no se puede hacer un semiconductor con sólo una capa de grafito». «Para crear un dispositivo, el material conductor debe tener una forma de ser apagado y encendido. Y la bicapa proporciona esa capacidad. »
Con la ayuda de los equipos de alto rendimiento en el Oak Ridge National Laboratories, el equipo de North Carolina State descubrieron dos buenas y malas noticias acerca de grafeno. Sus resultados aparecen como una sugerencia del editor en la edición del 15 de abril de la revista Physical Review B.
Con una sola capa de grafeno, la movilidad – y por lo tanto la conductividad – se muestra en las simulaciones de los investigadores que resultó ser mucho mayor de lo que se había pensado originalmente. Esta buena noticia fue equilibrado, sin embargo, por los resultados del estado bicapa.
«Esperábamos que la conductividad de los electrones en el grafeno bicapa podría ser algo peor, debido a la forma en que las vibraciones de los átomos en cada capa individual interactúan entre si» dice Mullen. «Sorprendentemente, encontramos que la movilidad de los electrones en el grafeno bicapa es aproximadamente un orden de magnitud menor que en una hoja de grafeno simple».
«La reducción es sustancial, pero incluso este reducido número es más alto que en muchos semiconductores convencionales», añade Borysenko. Los investigadores están dirigiendo su atención a remediar este problema.
«Si ponemos el grafeno sobre un substrato que pueda» desviar «parte del calor generado por la corriente eléctrica, las vibraciones del cristal disminuyen y la movilidad aumenta. Esos son nuestros próximos pasos, ejecutar las simulaciones con el grafeno y los sustratos que tienen esta propiedad «
Fuente: Next Big Future
Transistor superpequeño
Un equipo de investigadores de la universidad de Pittsburgh (EE.UU.) ha creado un transistor de un único electrón que proporciona un bloque de construcción para, más potentes y avanzados materiales electrónicos, y componentes básicos de los ordenadores cuánticos.
El informe de los investigadores ha sido publicado en Nature Nanotechnology, el componente central del transistor – una isla con sólo 1,5 nanómetros de diámetro – opera con la adición de uno o dos electrones solamente. Esa capacidad podría hacer el transistor importante para una amplia gama de aplicaciones de cómputo, de memorias de gran capacidad hasta procesadores cuánticos, estos dispositivos prometen resolver problemas tan complejos que todos los ordenadores del mundo trabajando juntos por miles de millones de años, no podrían resolver.
Además, la isla central podría ser utilizada como un átomo artificial para el desarrollo de nuevos tipos de materiales electrónicos artificiales tales como superconductores exóticos con propiedades que no se encuentran en materiales naturales, explicó el investigador Jeremy Levy, profesor de física y astronomía en la escuela Pitt de las Artes y las Ciencias.
Levy y sus colegas llamaron a su dispositivo SketchSET, o transistor de un solo electrón basado en un boceto, después de una técnica desarrollada en el laboratorio de Levy en 2008 que funciona como un microscopio Etch A Sketch TM, el juguete de dibujo que inspiró la idea. Utilizando la sonda afilada de un microscopio de fuerza atómica, Levy puede crear tales dispositivos electrónicos, cables y transistores de dimensiones nanométricas en la interfaz de un cristal de titanato de estronco y una capa de 1,2 nanómetros de espesor de aluminato de lantano. Los dispositivos electrónicos se puede
El SketchSET – que es el primer transistor de electrón único hecho enteramente de materiales a base de óxido – consiste en una formación de islas que pueden albergar hasta dos electrones. El número de electrones en la isla – que puede ser cero, uno o dos – resulta en distintas propiedades conductoras. Los cables que se extienden desde el transistor transportan electrones adicionales en toda la isla.
Una virtud de un transistor de electrón único es su extrema sensibilidad a una carga eléctrica, explicó Levy. Otra característica de estos materiales de óxido es la ferroelectricidad, que permite que al transistor actuar como una memoria de estado sólido. El estado ferroeléctrico puede, en ausencia de alimentación externa, controlar el número de electrones en la isla, que a su vez puede ser utilizado para representar el 1 o 0 del estado de un elemento de la memoria. Una memoria de computadora basado en esta propiedad sería capaz de conservar la información incluso cuando el procesador está apagado, dijo Levy. El estado ferroeléctrico también se espera que sea sensible a pequeños cambios de presión a escala nanométrica, lo que hace este dispositivo potencialmente útil como una carga a nanoescala y sensor de fuerza.
La investigación publicada en la revista Nature Nanotechnology también fue apoyado en parte por subvenciones de DARPA, del Ejército de los EE.UU., U.S. Army Research Office, the National Science Foundation, and the Fine Foundation..
IBM desarrolla un transistor de grafeno que trabaja hasta a 155 MHz
En un informe publicado en la revista Nature, Yu-ming Lin y Avoris Fedón, investigadores de IBM, han anunciado el desarrollo de un transistor de grafeno que es más pequeño y más rápido que el que presentó IBM en febrero de 2010. Este nuevo transistor puede operar a una frecuencia de 155 GHz, en comparación con los 100 GHz del transistor anterior.
El grafeno es una lámina plana de carbono con un átomo de espesor y tiene la capacidad de conducir los electrones a velocidades extremadamente rápidas. Puede servir para reemplazar el silicio en la electrónica tradicional.
Se han elaborado previamente dispositivos de grafeno mediante la colocación de una lámina de grafeno sobre un sustrato aislante, como el dióxido de silicio. Sin embargo, este sustrato puede degradar las propiedades electrónicas del grafeno. Sin embargo, el equipo de investigadores ha encontrado una solución para minimizar esto.
Una lámina de carbono tipo diamante se coloca como la capa superior del substrato en una oblea de silicio. El carbono es dieléctrico no polar y no atrapa o dispersa cargas como el dióxido de silicio. Este nuevo transistor de grafeno, debido al carbono tipo diamante, muestra una excelente estabilidad frente los cambios de temperatura, incluso a temperaturas extremadamente bajas, como que en el espacio.
Estos nuevos transistores de alta frecuencia están en la mira de aplicaciones, principalmente en las comunicaciones, como teléfonos móviles, internet, y radar.
La fabricación de estos nuevos transistores de grafeno se puede lograr utilizando las tecnologías ya existentes para los dispositivos de silicio estándares, lo que significa que la producción comercial de estos transistores pueden comenzar en cualquier momento.
El desarrollo del transistor fue parte de un proyecto de investigación que IBM está realizando para el Departamento de Defensa de EE.UU. del programa DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) . El Ejército está buscando a esta investigación para ayudar en el desarrollo de transistores de alto rendimiento a radiofrecuencias.
Ampliar información en: Nature
Primera fase del proyecto Sinapsis, inspirado en el cerebro humano
El objetivo del proyecto sinapsis es la creación de sistemas electrónicos, inspirados en el cerebro humano, que puedan comprender, adaptarse y responder a la información de manera radicalmente diferente a como lo hacen los ordenadores tradicionales. Mientras que las computadoras actuales están organizadas en diferentes procesadores y unidades de memoria que funcionan de acuerdo con una programación, el cerebro está organizado como una red interna y distribuida de procesadores muy simples (neuronas) y la memoria (sinapsis) que espontáneamente se comunican y aprenden de sus funciones. Utilizando el conocimiento de la organización del cerebro como una plataforma, Sinapsis está desarrollando circuitos integrados de alta densidad con dispositivos electrónicos y redes integradas de comunicación que se aproximan a la función y la conectividad de las neuronas y las sinapsis. Este programa también ha desarrollado herramientas de apoyo a esta área específica del desarrollo de hardware, tales como herramientas de diseño de circuitos, simulaciones por ordenador a gran escala de la función hardware y entornos virtuales de formación que puede probar y comparar estos sistemas.
La primera fase de Sinapsis ha desarrollado componentes a escala nanométrica capaces de adaptar la fuerza de la conexión entre dos neuronas electrónicas, similar a lo que ocurre en los sistemas biológicos, la utilidad de la simulación de estos componentes en microcircuitos base que soportan la arquitectura general del sistema. La siguiente fase especifica la arquitectura del sistema a gran escala, las conductas simuladas de núcleos dinámicos de grandes redes, y demostración de microcircuitos electrónicos de sinapsis y neuronas que se organizan espontáneamente en ambientes simples.
«Hasta ahora, Sinapsis ha tenido éxito con todo el hardware básico, la arquitectura, la simulación y evaluación de las capacidades necesarias para una nueva generación de máquinas electrónicas inteligentes», dijo Todd Hylton, director del programa DARPA SYNAPSE.
Los objetivos para la próxima fase incluyen el desarrollo de chips, proceso de fabricación, diseño y validación de sistemas de un solo chip, y la demostración de estos sistemas en entornos virtuales que hacen hincapié en las tareas de comportamiento relacionados con la navegación y la percepción. «Ahora que todos los bloques de construcción están disponibles», dijo Hylton, «nuestra próxima tarea es comenzar a construir sus sistemas de funcionamiento.
Nueva arquitectura para ordenadores cuánticos, basada en antenas cuanticas
El grupo de investigación dirigido por el físico austríaco Rainer Blatt ha sugerido una nueva arquitectura fundamental para la computación cuántica. Han mostrado experimentalmente una antena cuántica, que permitirá el intercambio de información cuántica entre dos celdillas de memoria independientes, situadas en un chip de ordenador. Esto ofrece nuevas oportunidades para construir ordenadores cuánticos prácticos.
Hace seis años, los científicos de la Universidad de Innsbruck fueron los pioneros -un ordenador cuántico con ocho partículas cuánticas entrelazadas, un récord que sigue en pie. «Sin embargo, para hacer uso práctico de un ordenador cuántico que realice cálculos, se necesitan muchos más bits cuánticos», afirma el profesor Rainer Blatt, quien, con su equipo de investigación en el Instituto de Física Experimental, creó un byte cuántico por primera vez, en un trampa electromagnética de iones. «En estas trampas no podemos manejar un gran número de iones y el controlarlos a la vez.» Para resolver este problema, los científicos han comenzado a diseñar un ordenador cuántico basado en un sistema de muchos registros pequeños, que tienen que ser vinculados. Para lograr esto , los físicos cuánticos de Innsbruck han desarrollado un enfoque revolucionario sobre la base de un concepto formulado por los físicos teóricos Ignacio Cirac y Peter Zoller. En su experimento, los físicos han acoplado electromagnéticamente dos grupos de iones a una distancia de unos 50 micrómetros. Aquí, el movimiento de la partículas sirve como una antena. «Las partículas como los electrones oscilan en los polos de una antena de televisión y así generan un campo electromagnético», explica Blatt. «Si una antena se sintoniza a la otra, el extremo receptor recoge la señal de la del emisor, lo que resulta en acoplamiento. «El intercambio de energía que tienen lugar en este proceso podría ser la base para las operaciones de cálculo fundamentales de un ordenador cuántico.
Antenas para amplificar la transmisión
«Hemos implementado este nuevo concepto de una manera muy simple», explica Rainer Blatt. En una trampa de iones en miniatura se creó un doble pozo de potencial, atrapando los iones de calcio. Los dos pozos fueron separados por 54 micrómetros. «Al aplicar un voltaje a los electrodos de la trampa de iones, que fueron capaces de igualar las frecuencias de oscilación de los iones», dice Blatt. «Esto dio lugar a un proceso de acoplamiento y un intercambio de energía, que puede ser utilizado para transmitir información cuántica.» Un acoplamiento directo de dos oscilaciones mecánicas a nivel cuántico no se ha demostrado antes. Además, los científicos muestran que el acoplamiento es amplificado por el uso de más iones en cada pocillo. «Estos iones funcionan adicionalmente como antenas y aumentan la distancia y la velocidad de la transmisión», dijo Rainer Blatt, quien está muy entusiasmado con el nuevo concepto. Este trabajo constituye un enfoque prometedor para la construcción de una computadora cuántica que funcione plenamente. «La nueva tecnología ofrece la posibilidad de entrelazamiento distribuido. Al mismo tiempo, somos capaces de dirigirnos a cada célula de memoria de forma individual «, explica Rainer Blatt. El nuevo ordenador cuántico podría estar basado en un chip con muchas microtrampas, donde los iones se comunican entre sí a través de acoplamiento electromagnético. Este nuevo enfoque representa un paso importante hacia las tecnologías cuánticas prácticas para el procesamiento de información.
Fuente: Next Big Future
Aparatos con microcontroladores integrados
En un artículo de PCMagazine muestran los gadgets y otros aparatos electrónicos que tienen integrados potentes microcontroladores. Por ejemplo, un test de embarazo tiene más potencia de cálculo que un Apple II ó el mando de juego de la Xbox que tiene más potencia que la consola NES.
Esta invasión empezó en 1974, cuando se inventó el primer microcontrolador, donde se integraban la mayor parte de un ordenador (RAM, CPU, etc) en un sólo chip.
Estos son los 10 aparatos bajo consideración:
Test de embarazo computerizado: 8-bit Holtek HT48C06 RISC con 1792 bytes para almacenar programas y 64 bytes de RAM.
El mando de la Xbox: Atmel AT43USB353M que se ejecuta a 12 o 24MHz tiene 24KB de almacenamiento para programas y 1KB de RAM.
Una almohadilla eléctrica: suelen llevar un microcontrolador de 8bits.
Temporizador: 8-bit Holtek HT46R46 con 1792 bytes de ROM para almacenar programas, 64bytes de RAM y se puede ejecutar a 8MHz. Todo esto por menos de 8 dólares.
Un router: aquí sí que hay potencia, por ejemplo el WRT54G lleva una CPU de 16MB de RAM y 4MB de memoria flash para almacenamiento, incluso puedes instalar un linux.
Un detector de monóxido de carbono: 8-bit PIC16LC622-04/P que se ejecuta a 20MHz, 2KB de EPROM de memoria para los programas y bytes de RAM.
Simon (MB): este juego llevaba en 1978 un microcontrolador MP3300NLL, que tenía 0,4 MHz, CPU de 4bits e incluía 32 ó 64 bytes de RAM y entre 1-4 espacio para ROM.
Cargadores de pilas: el del ejemplo es un Black & Decker VPX contiene un Samsung F9454B de 8bits con 4 KB para programas y 208 bytes de RAM.
NES: 1.79 MHz Ricoh RP2A03G CPU que era un clon del popular MOS 6502
Mando de control remoto de los 90: en uno de un televisor Sanyo había un NEC D6600, de 4 bits con un modesto reloj de 455 kHz e incluye 20 bytes de RAM y 640 bytes de ROM para almacenamiento.
Fuente: CyberHades
Nueva nanoestructura combina memoria con elementos lógicos
Se ha desvelado por parte de físicos alemanes, una nueva forma de crear circuitos lógicos completos y programables que combinen memoria y procesado lógico en una única estructura. Tales estructuras podrían llevar a circuitos integrados más rápidos, pequeños y más eficientes energéticamente y su desarrollo ha sido uno de los objetivos principales de la espintrónica – una tecnología relativamente nueva que explota el espín de un electrón así como su carga. Los investigadores creen que la estructura podría llevar a una nueva forma de diseñar circuitos lógicos en los cuales la memoria y los elementos lógicos no estén separados.
“Se han hecho demostraciones de dispositivos espintrónicos aislados desde hace tiempo, pero ahora hemos demostrado un circuito lógico programable – y eso es algo nuevo”, dice el líder del equipo Laurens Molenkamp de la Universidad de Würzburg. El nuevo circuito está hecho de un semiconductor ferromagnético que contiene una mezcla de galio, manganeso y arsénico ((Ga,Mn)As) que combina la capacidad de lectura/escritura con un proceso lógico.
Los dispositivos espintrónicos aprovechan el hecho de que el espín del electrón puede apuntar en la dirección “arriba” o “abajo”, y cambiar entre estos dos sentidos es una propiedad que podría usarse para almacenar y procesar información. Tales circuitos serían menores y más eficientes que los circuitos electrónicos basados en el silicio convencional – los cuales dependen de la carga – debido a que, en principio, cambiar espines de arriba a abajo puede hacerse usando muy poca energía. Los dispositivos espintrónicos podría transportar o manipular información a través de una “corriente de espín”, la cual consiste en electrones con espines opuestos que se mueven en sentidos opuestos.
Fuente: CienciaKanija
Nueva fuente de emisión eficiente a frecuencia de Terahercios
Investigadores han desarrollado un láser basado en fuentes de radiación de terahercios que es excepcionalmente eficiente y menos propenso a daños que los sistemas similares. La tecnología podría ser útil en aplicaciones como la detección de trazas de gases o imágenes de armas en controles de seguridad.
JILA es un instituto conjunto del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU. (NIST) y la Universidad de Colorado en Boulder (EE.UU.).
La radiación de Terahercios – que se halla entre las bandas de radio y óptica del espectro electromagnético – penetra materiales como ropa y plástico, y se puede utilizar para detectar muchas sustancias que tienen características únicas de absorción en estas longitudes de onda. Los sistemas de Terahercios son difíciles de construir, ya que requieren una combinación de métodos electrónicos y ópticos.
La tecnología JILA, que se describe en Optics Letters, es un nuevo giro en una fuente de terahercios común, un semiconductor superficial con electrodos de metal y excitado por pulsos láser ultrarrápidos. Un campo eléctrico se aplica a través del semiconductor, mientras que pulsos en el infrarrojo cercano duran unos 70 femtosegundos, se producen 89 000 000 de veces por segundo lugar, desalojando electrones del semiconductor. Los electrones se aceleran en el campo eléctrico y emiten ondas de radiación de Terahercios.
Las innovaciones JILA eliminar dos problemas conocidos con estos dispositivos. Añadiendo una capa de aislante de óxido de silicio entre el semiconductor de arseniuro de galio y los electrodos de oro, se impide que los electrones queden atrapados en defectos de los cristales semiconductores produciendo picos en el campo eléctrico. Haciendo que el campo eléctrico oscile rápidamente mediante la aplicación de una señal de radiofrecuencia se garantiza que los electrones generados por la luz no puede reaccionar con la suficiente rapidez para cancelar el campo eléctrico.
El resultado es un campo eléctrico uniforme sobre un área grande, lo que permite el uso de un láser de gran tamaño de punto de haz y la mejora de la eficiencia del sistema. Significativamente, los usuarios pueden aumentar la potencia a terahercios aumentando la potencia óptica sin dañar el semiconductor. Daños en la muestra fue común con sistemas anteriores, incluso a baja potencia. Entre otras ventajas, la nueva técnica no requiere una muestra modelada al microscopio o electrónica de alto voltaje. El sistema produce un campo Terahercios pico (de 20 voltios por centímetro para una potencia de entrada de 160 milivatios) comparable a la de otros métodos.
Si bien hay un número de maneras diferentes para generar la radiación de terahercios, los sistemas que utilizan láseres ultrarrápidos y semiconductores son de importancia comercial, ya que ofrecen una combinación inusual de amplia gama de frecuencias, frecuencias altas, y la salida de alta intensidad.
NIST ha solicitado una patente provisional sobre la nueva tecnología. Actualmente, el sistema utiliza un láser basado en un gran cristal de zafiro dopado con titanio, pero podría ser más compacto con el uso de un semiconductor diferente y un láser de fibra más pequeños, dice el autor principal, Steven Cundiff, físico del NIST.
Fuente: ScienceDaily
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Enlaces de interés:
– Apuntes Introducción a la Informática. GAP. UMU. Redes y comunicaciones
– Observa las ondas electromagnéticas de un horno microondas
– Apuntes Introduccion a la Informática. GAP. UMU. La Información
¿Qué diferencias tienen los procesadores de smartphones?
El mundo de los smartphones ha evolucionado muchísimo en los últimos años, cada vez hay más procesadores diferentes y aunque creamos que lo que los define son su frecuencia de reloj, las grandes diferencias las marcan detalles más concretos. Tras el salto te explicamos por encima los principales procesadores actuales para tu sabiduría personal y para que puedas sorprender a conocidos y extraños con tu frikismo tecnológico.
Hummingbird de Samsung
Apareció con el genial Galaxy S y usa una arquitectura ARM Cortex A8 de 45nm con el juego de instrucciones ARMv7. El cambio en el diseño de la lógica del A8 permitió mejorar la velocidad en 5-10% y aunque los actuales suelen ser de 1GHz los nuevos serán de 1,2GHz. Su principal ventaja es ARM NEON que permite gráficos y sonidos de mayor calidad y una GPU, la PowerVR SG540, que permite 90 millones de triángulos por segundo.
Snapdragon de Qualcomm
Fueron los primeros en alcanzar 1GHz. Utiliza un núcleo, llamado Scorpion, similar al ARM Cortex A8 y el juego de instrucciones ARMv7. La diferencia está es que los primeros en salir usaban 65nm mientras que los actuales usan lo más eficaces 45nm. Como GPU usan Adreno, pero mientras los primeros como el Nexus One usaban el Adreno 200 pero los actuales utilizan el mucho mejor Adreno 205. Al incluir el GPS y la antena, los telefonos con Snapdragon son mucho más fáciles de diseñar y construir.
OMAP 3 de Texas Instruments
Comenzaron su andadura con el Motorola Droid y utiliza un Cortex A8 sin apenas modificaciones. Los OMAP 3 cuentan con numerosas variantes. A pesar de usar también ARM NEON su principal problema es la no tan potente GPU Power SGX530. El futuro OMAP 4 utilizará la GPU PowerVR SGX540, el acelerador de imagen IVA 3 y un doble núcelo Cortex A9 de 1GHz.
Tegra 2 de NVIDIA
El más nuevo de todos los procesadores y que este año será el cerebro de numerosos móviles Android. Usa un doble núcleo de Cortex A9 a 1GHz en 40nm y el juego de instrucciones ARMv7. Su gran ventaja realmente la proporciona su increíblemente rápida GPU que además ofrece el menor consumo energético del mercado y soporte directo para HDMI.
Fuente: GIZMODO
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– Actualidad informática: Electrónica
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– Ley de Moore. Divulgación electrónica
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