Programovatelná hmota na obzoru

Technologie zvaná "quantum dot" umožňuje vytvářet virtuální atomy V souvislosti s rozvojem nanotechnologií se v uplynul...


Technologie zvaná "quantum dot" umožňuje vytvářet virtuální atomy
V souvislosti s rozvojem nanotechnologií se v uplynulých letech vynořila řada
překvapivých, ba šokujících scénářů, jak by měla vypadat blízká budoucnost.
Fyzikové James C. Ellenbogen (vědecký pracovník společnosti Mitre Nanosystems
Group) a Wil McCarthy (autor knihy Hacking Matter) dokáží ve svých myšlenkách
zajít dále než většina nanotechnologických vizionářů. Současně zdůrazňují, že
jejich scénáře rozhodně nejsou fantazií, nýbrž výsledkem možné aplikace
vědeckých poznatků.
Pro koncept, který Wil McCarthy ve své knize představil, se vžil název
"programovatelná hmota" (programmable matter). Jeho základem je úvaha, že díky
současným poznatkům z oborů kvantové mechaniky a nanotechnologie budou lidé již
v blízké budoucnosti schopni měnit v každém okamžiku vlastnosti hmoty na
atomární úrovni, aby se chovala tak, jak právě potřebují. V zásadě McCarthy
rozšiřuje pojem softwaru, který pro něj přestává být prostým programem
zajišťujícím chod počítačů. Virtuální svět získá moc přímo manipulovat s
hmotou. Podle McCarthyho bude softwarem brzy moci být vše kolem nás, všechny
atomy, které lze uměle přizpůsobovat podle lidských představ.
Na té nejsnazší úrovni se něco podobného již podařilo, když výzkumníci pomocí
nanotechnologie začali konstruovat nové materiály. Wil McCarthy a další vědci
však mají na mysli kvalitativní posun. Je-li struktura hmoty "softwarem", bude
možno připravit molekuly, jejichž fyzikální a chemické vlastnosti se budou
přizpůsobovat okolí na té nejjemnější rovině, např. samotnou změnou
elektrického napětí, magnetického pole nebo třeba světla určité vlnové délky.
Jak říká Wil McCarthy, jde zde v podstatě o uplatnění principu tzv.
cellulárních (buněčných) automatů.
Nejde o nijak divokou fantazii. Jednoduchá forma jevu, který se označuje jako
programovatelná hmota, se uplatňuje např. v samozabarvovacích sklech slunečních
brýlí, v LCD displejích nebo tranzistorech. O stupeň výše se dostaneme, začneme-
li cíleně využívat jevu, který se nazývá "kvantový bod" či "kvantová
tečka" (quantum dot). Tato technologie se před nedávnem začala využívat při
výrobě počítačových procesorů.
Jedná se vlastně o oblast o rozměrech několika nanometrů, v ní jsou nahuštěné
elektrony, které se pak chovají jako ve skutečném atomu. Existují již způsoby,
jak lze ovládat tvar, velikost či počet elektronů příslušného kvantového bodu.
Někteří fyzikové se domnívají, že s využitím těchto kvantových bodů bude možno
simulovat atomy různých prvků. Hovoří o tzv. umělých či virtuálních atomech,
které by byly výsledkem přesně naprogramovaného "softwaru hmoty". Tyto atomy,
simulující chemické vlastnosti jakéhokoli prvku periodické soustavy, ba dokonce
i prvku hypotetického, mohou ovšem existovat pouze jako součást polovodiče, na
němž se kvantové body vytvoří. Nelze si tedy (alespoň prozatím) představovat,
že se umělé atomy stanou základem materiálu výhodných vlastností. Naproti tomu
se ovšem mohou uplatnit při konstrukci komponentů kvantových počítačů nebo se
stát základem pro supercitlivé senzory či nová efektivní paměťová zařízení.
Podobnou programovatelnou substanci představuje tzv. "wellstone". Můžeme si ho
představit jako proužek či nit polovodičového materiálu pokrytý kvantovými
body. Více podobných proužků či nití bude možno v reálném čase pospojovat či
utkat do tvaru pevné hmoty pouhým ovlivňováním vlastností kvantových bodů,
např. elektrickým proudem, magnetickým polem či světlem. Přitom se zdaleka
nejedná o pouhou sci-fi; i když Wil McCarthy představil koncepci wellstone
nejprve ve vědeckofantastické povídce, nyní se stal předmětem zkoumání jeho
skupiny The Programmable Matter Corporation, jež je výzkumnou divizí
společnosti Galileo Shipyards.

Další informace na webu
vortex.tn.tudelft.nl/grkouwen/qdotsite.html rozcestník k technologii kvantových
teček
www.qd2004.com domovská stránka konference "Quantum dots 2004"
www.qdots.com Quantum Dot Corporation (předplacený odkaz na Googlu pro frázi
"quantum dot")
www.evidenttech.com společnost Evident Technologies, která sebe sama
charakterizuje jako dodavatele nanokrystalů (předplacený odkaz na Googlu pro
frázi "quantum dot")









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.