Portáteis apenas transportáveis, lasers e discos rígidos

Gravação magnética totalmente óptica fazendo incidir luz sobre o suporte magnético e simultaneamente modulando a polarização circular da luz - se a polarização do pulso de laser roda na direcção dextrógira ou levógira em relação ao eixo longitudinal do pulso .

No artigo sobre a electrónica orgânica um dos nossos leitores referiu estar ansioso pelos leves e pouco exigentes em energia computadores portáteis do futuro próximo - tal como eu, que nesta altura tenho um transportável mas pouco portátil. No entanto, gostaria de ressalvar que computadores com as características desejadas estão dependentes de outros factores, como sejam as baterias e os monitores, e que mesmo a miniaturização da sua electrónica está dependente de mais do que apenas o(s) processador(es).

Outra área em que se está a atingir os limites de miniaturização com a tecnologia actualmente disponível tem a ver com os discos rigídos. Acredita-se que os sistemas magnéticos de armazenamento actuais permitirão a construção de discos rígidos com uma capacidade de armazenamento de no máximo 1 terabit por polegada quadrada (ou 0.155 terabit/cm²). Estão a ser estudadas várias soluções alternativas de armazenamento de dados e uma delas assenta na utilização de um (nano)laser para gravação magnética totalmente óptica. Mas quais as vantagens de utilizar luz em vez de um dispositivo magnético na gravação?

As vantagens podem ser apreciadas num artigo publicado na Physical Review Letters em Julho deste ano, em que uma equipa da Universidade Radboud em Nijmegen, na Holanda, demonstrou ser possível a gravação totalmente óptica.

Os cientistas utilizaram um laser de femtosegundos em que os pulsos de laser (cuja largura, 40 femtosegundos, determina a velocidade de gravação) incidem perpendicularmente no meio de armazenagem e a helicidade do pulso de luz (isto é, a sua direcção de polarização) estabelece qual a orientação da região iluminada (ou seja, a gravação de um bit), ou, em termos digitais, se se «escreve» um 1 ou um 0. O bit pode ser revertido com luz de polarização oposta. Se se conseguir luz suficientemente focada conseguiremos gravar informação numa área (ou domínio) pequena. Neste caso, as dimensões do domínio conseguidas são relativamente grandes, cerca de 5 microns. Um dos cientistas, Daniel Stanciu, disse na altura que esperava conseguir diminuir a região de gravação até cerca de 100 nm, acreditando que a abordagem totalmente óptica se iria tornar, eventualmente, a forma de conseguir a gravação mais rápida num meio magnético.

Na mesma altura, cientistas japoneses construiram o primeiro nanolaser estável e capaz de operar a temperatura ambiente, que emite luz contínua e não pulsada. Este nanolaser assenta numa tecnologia proposta em 1999 por investigadores do CalTech, os lasers de cristal fotónico, e desenvolvida em 2005 por duas cientistas da Universidade de Stanford que construiram lasers mais potentes baseados num cristal fotónico de um semi-condutor quaternário, fosfeto-arsenieto de índio-gálio, GaInAsP.

Mais recentemente, físicos da Universidade da Califórnia descreveram, no artigo «Nanolasers to enable data storage beyond 10 Tbit/in²» do número de 11 de Outubro da revista Applied Physics Letters, um sistema de nanolasers que permite discos rígidos com capacidade de armazenamento de 10 terabits/in², cerca de 50 vezes mais que os discos actuais! O foco do laser é menos de um terço da meta estabelecida em Julho por Daniel Stanciu, cerca de 30 nm de diâmetro. Os autores acreditam agora que podem diminuir o foco a dimensões moleculares, cerca de 10 nm, num período de dois anos!

A miniaturização tem a vantagem de permitir dispositivos que consomem menos energia e portanto são menos exigentes em relação às baterias, um dos pesos pesados em termos de portáteis-apenas-transportáveis. O desenvolvimento de baterias com uma melhor razão energia/peso tem igualmente conhecido progressos fantásticos nos últimos tempos.

Um grande consumidor de energia (e um dos componentes de peso) destes computadores é o écran. Outra área que tem conhecido desenvolvimentos muito rápidos, a chamada electrónica de plástico, tornará disponíveis em breve displays flexíveis assentes em polímeros semi-condutores, área sobre a qual espero o Luís Álcacer (ou alguém do seu grupo) nos elucide em breve.

Entre a descoberta da magnetorresistência gigante e a comercialização dos discos rígidos nela baseados decorreram dez anos. Todos os factores somados em relação a computadores pessoais, diria que é muito acertada a previsão do nosso leitor de uma década para a comercialização dos almejados portáteis mesmo portáteis que simultaneamente consumam pouca energia...