Dajte mi ostrý hrot a posuniem atóm
Pod názvom tohto článku sa skrýva známe príslovie, ktorého autorstvo sa pripisuje Archimédovi, slávnemu starovekému mechanikovi. Jeho myšlienka „Dajte mi pevný bod a pohnem Zemou“ sa stala symbolom síl, ktoré dokážeme vyvinúť aj na manipuláciu s najťažšími objektmi. Ale čo akýsi obrat? Dokážeme túto moc aplikovať na atómy, ktoré sú podstatou všetkej hmoty? Aká malá môže byť hmota a keď ju dokážeme ovládať?
Na začiatku tejto úvahy sa dostávame do času antických mysliteľov ako Leukippos a jeho žiak Demokritos, ktorí pred viac než dvetisíc rokmi prišli s myšlienkou, že všetka hmota sa skladá z drobných, nedeliteľných častíc, ktoré nazvali atómy. Tento model sa našiel v rozporu s najslávnejším filozofom Aristotelom, ktorý tvrdil, že hmota je zložená z štyroch základných prvkov: vzduchu, zeme, ohňa a vody. Dôležitosť Aristotelových myšlienok mu zabezpečila prevahu nad alternatívnymi teóriami.
Po dvetisícročnej odmlke
Prichádzame do 19. storočia, kedy John Dalton znovu oživil koncept atómov prostredníctvom svojich pozorovaní chemických reakcií, ktoré sa uskutočňovali medzi týmito nedeliteľnými časticami. Často používaný termín „atóm“ sa stal pre vedcov základom ich štúdií. Avšak, aj napriek pokrokovým poznatkom, mnohí vedci v neskorších storočiach, ako Ernst Mach, naďalej pochybovali o existencii atómov, považovali ich za hypotézu, ktorá potrebovala priame pozorovanie.
Optická mikroskopia a jej obmedzenia
Od antických čias je čistou túžbou pozorovať drobné štruktúry. Ľudské oko však nedokáže rozlíšiť objekty menšie ako 100 mikrometrov. Ako pokrokové riešenie sa ukázali optické šošovky, pričom prvé použitia mikroskopov sa datujú do 17. storočia. Robert Hooke bol jedným z prvých, kto ich využil na štúdium rastlinných buniek v jeho diele Microphagia. No skutočný prevrat sa uskutočnil príchodom Antona van Leeuwenhoeka, ktorý dokázal vytvoriť mikroskop so zväčšením 275-násobným.
Nové prístupy k zobrazovaniu hmoty
Ďalší pokrok prišiel s elektrónovými mikroskopmi, ktoré umožnili vedcom doposiaľ nepredstaviteľné zobrazenie atómov. Odborníci dokázali manipulovať s najmenšími časticami pomocou skenovacích tunelových mikroskopov, známych aj ako estéemká. Ich technológia využíva princípy kvantového tunelovania a jemne ovláda hrot mikroskopu, čím dokáže presúvať jednotlivé atómy. Tento prevratný objav vyžaduje vysokú presnosť a stabilné podmienky.
Manipulácia s atómami: Vytvorenie atómového nápisu
V laboratóriu IBM sa v roku 1989 Don Eigler stal priekopníkom techniky, keď pomocou estéemka presúval atómy xenónu na povrchu niklu, čím vytvoril nápis IBM. Táto jemná a precízna metóda umožnila nielen dostatočne presnú manipuláciu s atómami, ale aj otvorila dvere ku konštrukcii nanoštruktúr, ktoré by mohli hrať dôležitú úlohu v budúcnosti technológie, vrátane kvantových počítačov.
Budúcnosť kvantovej technológie
Aktuálne sme sa dostali k bodu, kedy atómová nanomanipulácia otvára nové horizonty. Toto umenie presunúť jednotlivé atómy nám ponúka možnosť experimentovania s kvantovými vlastnosťami materiálov. Naša cesta od abstraktných predstav k pragmatickým technológiam, ktoré konkrétne mažú hranice našej vedomosti, naznačuje, že poznanie atómov a ich manipulácia s nimi nás dovedie do novej éry vedeckého objavovania.
Zdroj: www.aktuality.sk/clanok/gNxH5la/dajte-mi-ostry-hrot-a-posuniem-atom/
