Então você acha que os discos rígidos são chatos? É hora de cair na real

James McKenzieexplica por que o magnetismo é tão importante para empresas baseadas na física

Em 2022 candidatei-me ao grupo de magnetismo do Instituto de Física (IOP) porque sempre achei que a melhor forma de estar envolvido em qualquer coisa é simplesmente ficar preso. trabalhar em empresa especializada em materiais magnéticos permanentes. Apesar de não saber muito sobre o grupo, fui – para minha surpresa – eleito.

O grupo de magnetismo é um dos maiores grupos de interesses especiais do IOP e, entre outras coisas, dirige uma conferência anual bem-sucedida e com grande participação, que este ano foi realizada em Manchester, em abril. A reunião abordou tópicos que vão desde spintrônica, física 2D, paredes de domínio e dinâmica até vórtices, skyrmions, física topológica e computação inteligente. Também abrangeu uma ampla gama de materiais, desde sistemas biológicos e orgânicos até gelos giratórios, supercondutores e magnetocalóricos.

Mas o grupo de magnetismo do IOP não é o único grupo do Reino Unido envolvido neste campo: há também a UK Magnetics Society (UKMagSoc), da qual a empresa para a qual trabalho é membro corporativo. As atividades do UKMagSoc sobrepõem-se até certo ponto às do IOP, mas a sociedade está mais focada na aplicação e comercialização de ímanes, tais como máquinas elétricas, instrumentos e discos rígidos. A sociedade, no entanto, também tem membros individuais – na verdade, em Junho participei num evento conjunto IOP/MagSoc na sede do IOP em Londres, onde os oradores explicaram os desafios para os próximos cinco ou 10 anos numa série de efeitos magnéticos. materiais e dispositivos.

Para um recém-chegado como eu, a reunião foi uma visão geral muito útil do magnetismo e finalmente descobri, através de uma palestra de Thorsten Hesjedal, da Universidade de Oxford, o que realmente é um skyrmion. É um defeito topológico giratório de tamanho nanométrico em um filme magnético fino que poderia fornecer uma nova forma de memória de computador. Aprendi que Skyrmions poderiam ser particularmente úteis no espaço, onde a memória convencional do computador pode ser facilmente corrompida pela radiação cósmica.

Houve também algumas palestras excelentes de interesse direto para meu trabalho diário sobre vários aspectos de projeto de motores e máquinas elétricas por John Reeve do fabricante de drives FluxSys Ltd, por Dean Evans da empresa de motores e geradores NEMA e por Juliette Soulard do Warwick Manufacturing Group . Particularmente interessante para mim foi uma palestra de Robert Hicken, físico da matéria condensada da Universidade de Exeter. Ele examinou os desafios de acompanhar a demanda cada vez maior por armazenamento de dados, tema que relatei em dezembro de 2020.

Agora você certamente já ouviu falar da lei de Moore, que – como mencionei em outro artigo recente – afirma que o número de transistores em um microchip dobra a cada dois meses. Seu nome é uma homenagem ao falecido Gordon Moore, o cofundador da Intel que criou o conceito em 1965. No entanto, Hicken introduziu um conceito relacionado que era novo para mim, que é que a densidade do armazenamento de dados em mídia magnética (como discos rígidos) deve aumentar a uma taxa de cerca de 40% ao ano.

A procura por armazenamento de dados certamente aumentará a longo prazo e empresas como Seagate, Toshiba e Western Digital farão tudo o que puderem para satisfazer a enorme procura.

Conhecida como “lei de Kryder”, seu nome é uma homenagem a Mark Kryder – ex-diretor de tecnologia da fabricante de unidades de disco Seagate. Kryder, que tem doutorado em física, mencionou pela primeira vez a noção em um artigo na Scientific American em 2005. Infelizmente, a lei de Kryder teve menos sucesso do que a lei de Moore porque o crescimento na densidade de armazenamento em materiais magnéticos aumentou apenas 15% no cinco anos terminando em 2014.

Mesmo que a ousada previsão de Kryder não se confirmasse, a procura por armazenamento de dados certamente aumentará a longo prazo e empresas como Seagate, Toshiba e Western Digital – que juntas produzem 80% de todas as unidades de disco rígido (HDDs) do mundo – farão tudo o que puderem para atender à enorme demanda. Com um valor de 35 mil milhões de dólares por ano em 2021, de acordo com um relatório da Future Market Insights, o mercado de armazenamento de dados deverá crescer para 80 mil milhões de dólares até 2029.