Daniel Cano Ott
Albert Fert (
Université Paris-Sud) y Peter Grünberg (
Forschungszentrum Jülich) han recibido el premio Nobel de física de 2007 por el descubrimiento de la magnetorresistividad gigante: la alteración de la resistencia eléctrica de un material a través de la aplicación de un campo magnético intenso. El descubrimiento, considerado inicialmente como meramente académico, permitió tiempo después aumentar la capacidad de almacenamiento de los discos duros y dar paso a una silenciosa revolución en las tecnologías de la información.
Izquierda: Albert Fert. Derecha: Peter Grünberg
El
magnetismo de un medio material tiene su origen en las propiedades magnéticas de los átomos que lo constituyen.
Cada átomo se comporta como un pequeño imán, capaz
de ejercer fuerzas sobre otros átomos vecinos y de ser a su vez afectado por ellos. Las propiedades magnéticas de un átomo (especie química) resultan de la combinación de las propiedades mecanocuánticas que poseen las partículas subatómicas que lo forman. Los protones, neutrones (en el núcleo atómico) y los electrones (en la corteza) tienen una propiedad intrínseca llamada
espín que está relacionada con el magnetismo. Se conoce desde hace tiempo que los espines de los átomos de algunos materiales se alinean en presencia de un campo magnético externo, dando lugar al fenómeno conocido como
ferromagnetismo, en honor al hierro. Otros materiales, por el contrario, no sufren ese alineamiento y se consideran no magnéticos.
En 1988, Fert y Grünberg descubrieron independientemente que un material formado por capas alternas de metales ferromagnéticos y no magnéticos, sufre cambios súbitos en su resistencia eléctrica cuando está expuesto a campos magnéticos intensos. El cambio de la resistencia eléctrica se debe al alineamiento paralelo y antiparalelo del espín de los electrones en las diferentes capas.
Esquema de funcionamiento de un cabezal de disco duro. Los bits magnéticos se "escriben" aplicando un campo magnético permanente en el material del disco a través de una pequeña bobina. El soporte queda magnetizado en una dirección y sentido bien definidos. Los bits magnéticos se "leen" mediante un sensor magnetorresistivo que, al pasar cerca del bit, ve alterada su resistencia eléctrica a causa del campo magnético. El fenómeno se bautizó como magnetorresistencia gigante (acrónimo GMR en inglés) y fue inicialmente considerado como un descubrimiento meramente académico. Todo cambió cuando IBM lanzó en 1997 la primera cabeza lectora de disco duro con un cabezal magnetorresistivo. Gracias a una aplicación nanotecnológica de la GMR, fue posible reducir enormemente el tamaño de la unidad de información digital, el bit magnético, y aumentar así la capacidad de almacenamiento de los discos duros. Hoy en día, la GMR es una tecnología estándar cada ordenador y también se usa en algunas cámaras digitales y reproductores de MP3.