نانو تکنولوژی_قسمت3
ريچارد فايــــــنمن
ريچارد فاينمن (11 مي 1918 تا 15 فوريه 1988) يکي از تأثيرگذارترين فيزيکدانان آمريکايي در قرن بيستم بود که نظرية الکتروديناميک کوانتومي را پيش برد. او سخنراني برجسته و نوازنده‌اي غيرحرفه‌اي بود. فاينمن به خاطر کارهايش بر روي نظرية الکتروديناميک کوانتومي، جايزة نوبل فيزيک را در سال 1965 به همراه جوليان شوينگر و شين ايچيرو توموناگا از آنِ خود کرد. سخنراني او را هنگام دريافت جايزه نوبل مي توانيد بخوانيد.
سه جلد کتاب فيزيک پايه با عنوان «سخنراني‌هاي فاينمن درمورد فيزيک عمومي» بر اساس يک دوره آموزش درس فيزيک پايه در دورة کارشناسي توسط وي تهيه شده‌اند که شايد بتوان گفت به اندازة جايزة نوبل‌اش، ماية شهرت فاينمن بوده‌اند.
دیـــدگاه
ديدگاه‌هاي ريچارد فاينمن، فيزيکدان برندة جايزة نوبل سال 1965، نقش بسزايي در پي‌ريزي علوم نانو داشته است. او ديدگاه‌هاي خود را در يک سخنراني در انجمن فيزيک آمريکا با نام "در پايين‌دست فضاي زيادي وجود دارد" مطرح کرد. (29 دسامبر 1959، برابر با 23 آذر 1338) .در اين سخنراني پيش‌بيني‌هاي قابل توجهي مطرح شد که در زمان ما تحقق بسياري از آنها مشهود است. متني که مي‌خوانيد، ترجمه‌اي است از سخنراني فاينمن و توضيحاتي که در مورد ميزان تحقق آن پيش‌بيني‌ها داده شده‌اند.
1.حوزة علـــوم نانو
فاينمن: مي‌خواهم حوزه‌اي را شرح دهم که هنوز جاي کار زيادي دارد. اين حوزه شبيه حوزة فيزيک ذرات بنيادي نيست، زيرا چيز زيادي در مورد اينکه ذرات بنيادي عجيب چه هستند نمي‌گويد. بلکه بيشتر شبيه فيزيک حالت جامد است، چون در مورد پديده‌هاي عجيبي که در شرايط پيچيده اتفاق مي‌افتند، اطلاعات جالبي مي‌دهد. به علاوه، نکته‌اي که از همه مهمتر است، تعداد زيادِ کاربردهاي تکنيکي اين حوزه است.
اشـــاره
واقعيت اين است که علوم نانو نگرشي بنيادي دربارة جهان در مقياس کوچک به ما نمي‌دهند. نگرش بنيادي، پديده‌هاي عالم را با معادلات رياضي واحدي توضيح مي‌دهد. علوم نانو به مقياس کوچک‌تر از اتم کاري ندارند. در عوض، در مورد ذرات بنيادي بسيار ريزتر ــ به کوچکي کوارک‌ها و لپتون‌ها که حداقل ده مرتبه کوچک‌تر از اتم هستند ــ فيزيک بنيادي دستاوردهاي خوبي دارد.
از سوي ديگر، علوم نانو نگرش متفاوتي در مورد ظهور پديده‌هاي جديد مي‌دهند. در اين نگرش، از کنار هم گذاشتن تعدادي برهم‌کنشِ ساده بين اجزاي تشکيل‌دهندة سيستم، خاصيت جديدي در کلّ سيستم، متفاوت با خواص اجزاي آن، بروز مي‌کند؛ چيزي که در شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌اي تا حدي مشاهده شده است. بنابراين، علوم نانو به ما نگرشي بنيادي در مورد پيشرفت‌هاي فناوري در آيندة نزديک مي‌دهند.
2.ساختن در مقيــاس اتمي
فاينمن: چيزي که مي‌خواهم بگويم، مشکل توليد و کنترل اشيا در مقياس کوچک است. به محض طرح اين موضوع، مردم به من در مورد کوچک‌سازي و ميزان پيشرفتِ آن تا امروز مي‌گويند. آنها از موتورهاي الکتريکي‌اي به کوچکي ناخن انگشت سخن مي‌رانند. آنها مي‌گويند وسيله‌اي وجود دارد که مي‌تواند متن کتاب مقدس را در سر سوزن بنگارد. اما دنياي کوچک شگفت‌آورتري در پايين‌دست وجود دارد. در سال 2000، وقتي به روزگار ما نگاه کنند، با تعجب مي‌پرسند چرا تا سال 1960 کسي به طور جدي به اين سمت حرکت نکرده بود؟ چرا ما نمي‌توانيم 24 جلد «دايره‌المعارف بريتانيکا» را در سر يک سوزن بنويسيم؟ بگذاريد ببينيم چه مسائلي دخيل هستند. پهناي سر سوزن يک ميلي‌متر است. اگر آن را 25 هزار بار بزرگتر کنيم، سطح سر سوزن برابر با مساحت همة صفحات «بريتانيکا» مي‌شود. بنابراين، تنها لازم است که اندازه‌هاي نوشته‌هاي دايره‌المعارف را 25 هزار بار کوچک کنيم. آيا چنين چيزي ممکن است؟ قدرت تشخيص چشم انسان دو دهمِ ميلي‌متر است که برابر با يکي از نقطه‌هاي کوچک دايره‌المعارف يادشده است. اگر آن را 25 هزار بار کوچک کنيد، هنوز هشتاد انگسترم (هشت نانومتر) پهنا دارد، يعني به پهناي 32 اتم در يک فلز معمولي. به زبان ديگر، يکي از آن نقاط هنوز هزار اتم در خود جاي مي‌دهد. بنابراين، هر نقطه مي‌تواند در اندازة لازم براي چاپ تنظيم شود؛ ديگر شکي نيست که در سر سوزن فضاي کافي براي قرار دادن «دايره‌المعارف بريتانيکا» موجود است.
اشـــاره
اين کار در زمان حاضر امکان‌پذير است. اگر سر سوزن از جنس سيليکون و تخت باشد، با ليتوگرافي پرتوي الکتروني مي‌توان نقوشي در اين ابعاد و با اين دقت ايجاد کرد.
فاينمن:حال که «دايره‌المعارف بريتانيکا» روي سر سوزن جا شد، بياييد همة کتاب‌هاي عالم را در نظر بگيريم. کتابخانة کنگره حدود نُه ميليون جلد کتاب دارد، کتابخانة موزة بريتانيا پنج ميليون جلد و کتابخانة ملي فرانسه پنج ميليون جلد ديگر. مسلماً در ميان اينها نسخه‌هاي تکراري هم وجود دارند. بنابراين، فرض کنيم 24 ميليون جلد کتابِ غير تکراري در دنيا وجود دارند. کتابدار ما در کَلتِک (مرکز تحقيقاتي که فاينمن در آنجا تدريس و تحقيق مي‌کرد) هر چه قدر، تند و تيز باشد، بعد از ده سال فقط مي‌تواند اطلاعات مربوط به 120 هزار جلد کتاب را توي کارت‌ها بنويسد. متن کتاب‌هايي که از کف تا سقفِ همة ساختمان کتابخانه چيده شده‌اند، و کارت‌هايي که همة کشوهاي کتابخانه را انباشته‌اند، همه مي‌توانند تنها در يک کارت نگه‌داري شوند. آيا چنين چيزي ممکن است؟
اشـــاره
اگر فرض کنيم هر کتاب يک ميليون حرف دارد، 24 ميليون جلد کتابي که فاينمن مي‌گويد، در فضايي معادل با 24 ترابايت ذخيره مي‌شود. در چند سال آينده، يک آرايه از لوح‌هاي RAID گنجايش همة اين اطلاعات را خواهد داشت. گرچه هنوز به اندازة يک کارت کتاب نيست، اما خيلي به آن نزديک است.
مدیریت وبلاگ