Ученые объявили о важном открытии в области нанотехнологий: они нашли способ перемещать атомы в нужное место по одному.
Открытый сотрудниками Национального института стандартов и технологии (
NIST) новый способ обращения с отдельными нейтральными атомами, опубликованный в последнем номере журнала Applied Physics Letters, позволяет загонять их в вакуумную камеру посредством лазерного луча, настроенного на частоту, легко поглощаемую атомами данного типа. Поглотив энергию лазера, атом меняет свое энергетическое состояние и падает в камеру.Пока в этом нет ничего нового — ученые NIST признают, что такая “магнитоэлектрическая ловушка” была известна и раньше. Но в своей статье, озаглавленной “Атомы по требованию: быстрое и надежное получение отдельных атомов хрома”, ученые утверждают, что они научились управлять атомами и регулировать их количество в камере в любой момент времени, получив способ работы с отдельными атомами.
“Заставить отдельный, постоянно движущийся атом перемещаться в точности туда, куда нужно, было трудной научной проблемой, — говорится в заявлении NIST. — Новый метод, вероятно, придется по душе ученым, работающим во всех областях, от нанотехнологии до квантовой вычислительной техники и обработки полупроводников”.
Нанотехнология, захватившая воображение компьютерной индустрии, работает с материалами на атомном или молекулярном уровне, создавая продукты из компонентов, измеряющихся сотнями и десятками миллиардных долей метра. В последнее время внимание индустрии приковано к углеродным нанотрубкам.
На данном этапе нанотехнологические исследования в области полупроводников и наноэлектроники приближаются к атомным размерам, и проблема состоит в том, чтобы определить, как при этих размерах ведет себя материя.
“Я считают это важным научным открытием, — говорит Кумар Викрамасингх, менеджер
отдела наномасштабных и квантовых исследований IBM при научном центре Almaden Research Center компании в Сан-Хосе. —Эксперименты подобного рода дают фундаментальные научные знания. Практических приложений этому пока нет, но следует ожидать появления соответствующих инструментов”.Статья в Applied Physics Letter появилась на пике интереса к науке об очень-очень мелких вещах. На прошлой неделе Палата представителей Конгресса приняла Акт об исследованиях и разработках в области нанотехнологии, который предусматривает ассигнование 2,36 млрд $ в течение трех лет на научные исследования в общественном и частном секторе.
За неделю перед этим ученые IBM и Университета Торонто объявили об открытии способа получения света из углеродных нанотрубок — метода, который может найти применение в развитии оптоволоконной технологии. А в феврале ученые, собравшиеся на конференцию в Сан-Франциско, предсказали, что манипуляции с молекулами приведут к значительным достижениям в области вычислительной техники для повседневной работы.
NIST утверждает, что изобретенная система обладает 99%-ной точностью введения в камеру отдельных атомов. Метод обеспечивает быстродействие в 10 атомов в секунду, которое NIST надеется повысить. Кроме того, институт планирует разработать способ получения атомов для “смежных измерений”.
В статье ученые из NIST называют свою работу критически важной для “взрывного роста исследований с использованием отдельных атомов, ионов и молекул”.
“Ключом к успеху исследований в данной области служит разработка методов контролируемого получения отдельных квантовых объектов, — говорится в статье. — Методы, используемые сегодня, опираются на создание редких, случайных пучков и последующую охоту за отдельными частицами (например, на поверхности) или ожидание, пока отдельная частица случайно попадется в ловушку. В данной работе мы преодолели ограничения, налагаемые этой случайностью, предложив источник отдельных холодных атомов,
находящихся в малом объеме практически в любом нужном месте”.Источник:
Trained atoms--nanotech breakthough (15.05.2003)Ссылки по теме:
Нанотехнология прокладывает путь для микромашин Нанотрубки испускают свет
© Пол Феста
(Paul Festa), CNET News.com, 16.05.2003
Меню по вопросам развития компьютеров