Компания IBM сняла кукольный мультфильм «Мальчик и его атом», пикселями в котором выступили молекулы – и он внесен в книгу рекордов Гиннеса как самый маленький фильм в мире. По сюжету мультфильма мальчик по имени Атом подружился с одним атомом и отправился с ним в «веселое путешествие»: они танцуют, прыгают с трамплина и играют в салки. Вряд ли этот мультфильм получит «Оскара», но его задача другая – популяризация науки.
Молекулы перемещались с помощью двух сканирующих туннельных микроскопов. Это огромные машины, которые весят две тонны, работают при температуре -268°С и дает увеличение атомов (расположенных на медной поверхности) в 100 миллионов раз. Для создания мультфильма пришлось передвинуть около пяти тысяч молекул оксида углерода. Каждый раз, когда молекулы были разложены в нужном порядке, сотрудники IBM делали фотографию – один из 242-х кадров. На изображениях зритель видит только один атом (или пиксель), так как смотрит на них «сверху». Чтобы правильно скомпоновать каждый задуманный кадр, «режиссерам» потребовалось 10 суток, с 18-часовыми сменами.
СТМ управляется обычным компьютером, а атомы перемещаются с помощью сверхострой иглы, которая их «чувствует». Электрический ток заставляет иглу притягивать атомы и молекулы и ставить их в нужное место. При этом прибор издает характерный «царапающий» звук, который указывает исследователям, на какое расстояние переместились атомы. Это важно потому, что атомы нельзя «снимать» в процессе перемещения – и звук является индикатором того, что атом встал на нужное место. Причина шума проста: пока атом «тащат», сила тока меняется, и появляется звук, который ученые направляют в наушники.
Команда IBM разработала эту технологию для изучения того, как атомы можно использовать для совершенствования вычислительных процессов и хранения данных (в соответствии с законом Мура). Благодаря ней же ученые создали самый маленький магнитный бит в мире – один бит магнитной информации был надежно записан всего на 12 атомов. Для сравнения: на обычном жестком диске для этого требуется примерно миллион атомов.
{youtube}oSCX78-8-q0{/youtube}
{youtube}xA4QWwaweWA&feature{/youtube}
Андреас Хайнрих (Andreas Heinrich), ведущий исследователь, сотрудник IBM Research, заявил: «Научное исследование предполагает, что мы задаем вопросы, которые выходят за рамки краткосрочных инженерных решений. Чем больше в мире производится и потребляется данных, тем более компактными должны быть устройства хранения информации, вплоть до уровня отдельных атомов. Те же технологии, что мы применяем для проектирования новой вычислительной архитектуры, и были использованы для создания этого мультфильма».