F\u00edsicos de la Universidad de Brown han desarrollado una t\u00e9cnica que potencialmente puede generar millones de d\u00edgitos aleatorios por segundo aprovechando el comportamiento de unas peque\u00f1as part\u00edculas.<\/p>\n
Ya sea para uso en ciberseguridad, juegos o simulaci\u00f3n cient\u00edfica, el mundo necesita n\u00fameros aleatorios verdaderos, pero generarlos es m\u00e1s dif\u00edcil de lo que uno podr\u00eda pensar.<\/p>\n
La nueva t\u00e9cnica se basa en los skirmiones, peque\u00f1as anomal\u00edas magn\u00e9ticas que surgen en ciertos materiales bidimensionales. La investigaci\u00f3n, publicada en Nature Communications, revela din\u00e1micas previamente inexploradas de skirmiones individuales, dicen los investigadores. Descubiertos hace aproximadamente media d\u00e9cada, los skirmiones han despertado el inter\u00e9s en la f\u00edsica como un camino hacia los dispositivos inform\u00e1ticos de pr\u00f3xima generaci\u00f3n que aprovechan las propiedades magn\u00e9ticas de las part\u00edculas, un campo conocido como espintr\u00f3nica.<\/p>\n
\u00abHa habido mucha investigaci\u00f3n sobre la din\u00e1mica global de los skirmiones, utilizando sus movimientos como base para realizar c\u00e1lculos\u00bb, dijo en un comunicado Gang Xiao, presidente del Departamento de F\u00edsica de Brown y autor principal de la investigaci\u00f3n. \u00abPero en este trabajo, mostramos que las fluctuaciones puramente aleatorias en el tama\u00f1o de los skirmiones tambi\u00e9n pueden ser \u00fatiles. En este caso, mostramos que podemos usar esas fluctuaciones para generar n\u00fameros aleatorios, potencialmente hasta 10 millones de d\u00edgitos por segundo. \u00ab<\/p>\n
La mayor\u00eda de los n\u00fameros aleatorios producidos por computadoras no son aleatorios en el sentido m\u00e1s estricto. Las computadoras usan un algoritmo para generar n\u00fameros aleatorios basados en un lugar de partida inicial, un n\u00famero semilla. Pero debido a que el algoritmo utilizado para generar el n\u00famero es determinista, los n\u00fameros no son verdaderamente aleatorios.<\/p>\n
Con suficiente informaci\u00f3n sobre el algoritmo o su salida, podr\u00eda ser posible que alguien encuentre patrones en los n\u00fameros que produce el algoritmo. Si bien los n\u00fameros pseudoaleatorios son suficientes en muchos entornos, las aplicaciones como la seguridad de datos, que utiliza n\u00fameros que no pueden ser adivinados por un tercero, requieren n\u00fameros aleatorios verdaderos.<\/p>\n
Los m\u00e9todos para producir n\u00fameros aleatorios verdaderos a menudo se basan en el mundo natural. Las fluctuaciones aleatorias en la corriente el\u00e9ctrica que fluye a trav\u00e9s de una resistencia, por ejemplo, pueden usarse para generar n\u00fameros aleatorios. Otras t\u00e9cnicas aprovechan la aleatoriedad inherente a la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: el comportamiento de las part\u00edculas en la escala m\u00e1s peque\u00f1a.<\/p>\n
Este nuevo estudio agrega skirmiones a la lista de verdaderos generadores de n\u00fameros aleatorios. Los skirmiones surgen del esp\u00edn de los electrones en materiales ultrafinos. Se puede pensar en el esp\u00edn como el diminuto momento magn\u00e9tico de cada electr\u00f3n, que apunta hacia arriba, hacia abajo o en alg\u00fan punto intermedio. Algunos materiales bidimensionales, en sus estados de energ\u00eda m\u00e1s bajos, tienen una propiedad llamada anisotrop\u00eda magn\u00e9tica perpendicular, lo que significa que todos los espines de los electrones apuntan en una direcci\u00f3n perpendicular a la pel\u00edcula.<\/p>\n
Cuando estos materiales se excitan con electricidad o un campo magn\u00e9tico, algunos de los espines de los electrones se invierten a medida que aumenta la energ\u00eda del sistema. Cuando eso sucede, los espines de los electrones circundantes se perturban hasta cierto punto, formando un torbellino magn\u00e9tico que rodea al electr\u00f3n invertido: un skirmion.<\/p>\n
Los skirmiones, que generalmente tienen un di\u00e1metro de aproximadamente 1 micr\u00f3metro (una millon\u00e9sima parte de un metro) o menos, se comportan un poco como una especie de part\u00edcula que se desplaza a trav\u00e9s del material de un lado a otro. Y una vez que se forman, es muy dif\u00edcil deshacerse de ellos. Debido a que son tan robustos, los investigadores est\u00e1n interesados en utilizar su movimiento para realizar c\u00e1lculos y almacenar datos.<\/p>\n
Este nuevo estudio muestra que, adem\u00e1s del movimiento global de los skirmiones a trav\u00e9s de un material, el comportamiento local de skirmiones individuales tambi\u00e9n puede ser \u00fatil. Para el estudio, que fue dirigido por el becario postdoctoral de Brown, Kang Wang, los investigadores fabricaron pel\u00edculas delgadas magn\u00e9ticas utilizando una t\u00e9cnica que produjo defectos sutiles en la red at\u00f3mica del material. Cuando se forman skirmiones en el material, estos defectos, que los investigadores llaman centros de fijaci\u00f3n, mantienen los skirmiones firmemente en su lugar en lugar de permitirles moverse como lo har\u00edan normalmente.<\/p>\n
Los investigadores encontraron que cuando un skirmion se mantiene en su lugar, fluct\u00faan aleatoriamente en tama\u00f1o. Con una secci\u00f3n del skirmion sujeta firmemente a un centro de fijaci\u00f3n, el resto del salta de un lado a otro, envolviendo dos centros de fijaci\u00f3n cercanos, uno m\u00e1s cerca y otro m\u00e1s alejado.<\/p>\n
\u00abCada skirmion salta de un lado a otro entre un di\u00e1metro grande y uno peque\u00f1o\u00bb, dijo Wang. \u00abPodemos medir esa fluctuaci\u00f3n, que ocurre al azar, y usarla para generar n\u00fameros aleatorios\u00bb.<\/p>\n
El cambio en el tama\u00f1o del skirmion se mide a trav\u00e9s de lo que se conoce como efecto Hall an\u00f3malo, que es un voltaje que se propaga a trav\u00e9s del material. Este voltaje es sensible a la componente perpendicular de los espines de los electrones. Cuando cambia el tama\u00f1o del skirmion, el voltaje cambia hasta un punto que se puede medir f\u00e1cilmente. Esos cambios de voltaje aleatorios se pueden usar para producir una cadena de d\u00edgitos aleatorios.<\/p>\n
Los investigadores estiman que al optimizar el espacio entre defectos en su dispositivo, pueden producir hasta 10 millones de d\u00edgitos aleatorios por segundo, proporcionando un m\u00e9todo nuevo y altamente eficiente para producir n\u00fameros aleatorios verdaderos.<\/p>\n
\u00abEsto nos brinda una nueva forma de generar n\u00fameros aleatorios verdaderos, que podr\u00edan ser \u00fatiles para muchas aplicaciones\u00bb, dijo Xiao. \u00abEste trabajo tambi\u00e9n nos brinda una nueva forma de aprovechar el poder de los skirmiones, al observar su din\u00e1mica local y sus movimientos globales\u00bb.<\/p>\n
Fuente: europapress.es<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" F\u00edsicos de la Universidad de Brown han desarrollado una t\u00e9cnica que potencialmente puede generar millones de d\u00edgitos aleatorios por segundo aprovechando el comportamiento de unas peque\u00f1as part\u00edculas.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":26198,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[377],"tags":[],"class_list":["post-26197","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-big-data"],"yoast_head":"\n