کوچکترین فیلم جهان ساخته شد

شرکت  آی بی اِم (IBM) با استفاده از مولکول‌های منفرد، یک فیلم Stop Motion ساخته که پسرک و اتمش نام دارد. گینس اعلام کرده که این فیلم کوچکترین فیلم جهان است که بشر تا به امروز توانسته است بسازد. در این فیلم ۶۰ ثانیه‌ای یک پسر که خودش از تعدادی اتم ساخته شده است، با توپی که یک اتم بیش نیست، مواجه می‌شود و آن را پرتاب می‌کند و با آن بازی می‌کند، سپس روی تور کوچک بالا و پایین می‌جهد و توپ را به آسمان می‌اندازد، توپ منفجر می‌شود و شعار و نشان شرکت سازنده این فیلم یعنی IBM ظاهر می‌شود.

دانشمندان آزمایشگاه پژوهشی Almaden در سن خوزه کالیفرنیا راه‌هایی برای دستکاری و حرکت دادن این اتم‌ها یافته‌اند که بدون این تکنیک‌ها ساختن این فیلم ممکن نمی‌شد. در این روش آی بی اِم با استفاده از دو میکروسکوپ غول پیکر به نام میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) که وزنشان بیش از دو تن است و قابلیت عملکرد در دمای منفی ٢٦٨ را دارند، حرکت مولکول ها را کاملا در اختیار می گیرد.

این فیلم با دشواری فروان و به صورت فریم به فریم ساخته شد. کل صحنه فیلمبرداری یک صفحه مسی به مساحت یک تمبر پستی بود. پژوهشگران به کمک یک سوزن بسیار کوچک که به کمک کامپیوتر حرکت می‌کرد و هر بار یک نانومتر یعنی یک میلیاردیم متر حرکت می‌کرد، اتم‌ها را حرکت می‌دادند تا این فیلم را بسازند. این فیلم کلا ۲۴۲ فریم دارد و برای ساخت آن از دو میکروسکوپ تونلی اسکن‌کننده استفاده شده است. اتم‌ها به یاری این میکروسکوپ‌ها ۱۰۰ میلیون بار بزرگ‌تر شدند.

دستگاه توسط یک کامپیوتر عمل می کند و اتم توسط یک سوزن بسیار تیز دستکاری می شود. این سوزن می تواند با استفاده از جریان الکتریکی به صورت فیزیکی اتم ها و ملکول ها را بر روی سطحی جذب خودش کرده و سپس آنها را به محل خاصی بکشاند. این فرآیند صدایی ایجاد می کند که محققان می توانند با اندازه گیری میزان آن،  مقدار جا به جایی اتم را محاسبه کنند.

این مسئله اهمیت بسیار زیادی دارد چون نمی توان از اتم ها هنگامی در حرکت هستند فیلم برداری کرد بنابراین صدا می تواند شاخص مناسبی برای ارزیابی این باشد که اتم به محل مورد نظر منتقل شده است یا خیر. هنگامی که دو اتم با هم برخورد می کنند، صدایی خاص ایجاد می شود که محققان از طریق بلندگو آن را می شنوند و برایشان یک راهنمایی شنیداری است.





اما هدف اصلی دانشمندان از این آزمایش‌ها چه بود؟ هدف آنها راهی برای استمرار قانون مور بود، حدود ۴۰ سال قبل، گوردون مور (از بنیانگذاران شرکت اینتل)، به مناسبت سالگرد انتشار مجله الکترانیکز مقاله‌ای درباره آینده صنعت نیمه‌رساناها به رشته تحریر درآورد و اظهار کرد که هر ۱۸ تا ۲۴ ماه اندازه ترانزیستورهای روی تراشه‌ها به مدد پیشرفت فناوری کمتر و کمتر می‌شود و به نصف تقلیل می‌یابد، همین مسئله در مورد میزان فضای مورد نیاز برای ذخیره کردن بیت‌های اطلاعاتی هم رخ می‌دهد. اما مشخص است که محدودیت‌های فیزیکی سرانجام به جایی می‌رسند که تداوم قانون مور را ناممکن می‌کنند.

در حال حاضر  برای ذخیره کردن یک بیت اطلاعاتی یک میلیون اتم نیاز است، در صورتی که تحقیقات اینچنینی این نوید را می‌دهند که در آینده نزدیک برای ذخیره کردن یک بیت اطلاعاتی تنها ۱۲ اتم مورد نیاز باشد!

آندریاس هاینریش، محقق اصلی شرکت آی بی اِم می گوید: تحقیقات به معنی پرسیدن سوالات فراتر از کسانی است که می توانند راه حل های ساده مهندسی برای مشکلات پیدا کنند. وقتی که اطلاعات ایجاد می شوند و میزانشان افزایش پیدا می کند، ذخیره سازی باید کمتر شود. ما برای ایجاد ساختارهای محاسباتی جدید از تکنیک‌هایی مشابه استفاده کردیم و راه هایی برای جایگزینی ذخیره سازی اطلاعات پیدا کردیم که منجربه ساخت این فیلم شد.

پیشنهاد می‌کنیم حتما به وب‌سایت این پروژه سر بزنید و سایر فیلم‌های این پروژه را ببینید.

منبع: آی‌کلاب + یک‌پزشک