Корпорация IBM представила свой первый постановочный фильм, но вряд ли его можно будет увидеть в кинотеатре на большом экране. Дело в том, что все персонажи представляют собой упорядоченный набор атомов, а сам фильм склеен из отдельных стоп-кадров.

В IBM объявили о создании самого маленького по своим размерам фильма в мире. Каждый из его 250 кадров сформирован из нескольких тысяч точно выстроенных атомов. 

В IBM объявили о создании самого маленького по своим размерам фильма в мире
Источник: IBM

 

Фильм знаменует прорыв, совершенный исследователями из IBM в 2012 году. В результате научных работ, на выполнение которых ушло пять лет, им удалось сократить число атомов, требуемых для хранения одного бита данных, с миллиона всего до двенадцати.

В анимационном ролике IBM «Мальчик и его атом» персонаж по имени Атом, подружившись с настоящим атомом, отправляется с ним в увлекательное путешествие, сопровождаемое играми, танцами и прыжками на батуте. По словам ученых из IBM, фильм с веселой музыкальной заставкой представляет собой уникальный способ продемонстрировать полученные результаты за пределами исследовательского сообщества.

 

 Герой фильма, мальчик по имени Атом. Источник: IBM
Герой фильма, мальчик по имени Атом, подружившись с настоящим атомом, отправляется с ним в увлекательное путешествие, сопровождаемое играми, танцами и прыжками на батуте. Источник: IBM

 

«Захват атомов, помещение их в нужную точку и придание им желаемой формы для получения оригинальной картинки на атомном уровне – совершенно новое слово в точных науках, – заявил Андреас Хайнрих, руководитель исследовательской группы IBM Research. – В IBM исследователи не просто читают о науке, а делают ее. Наш фильм – это забавный способ поделиться с человечеством миром, существующим на атомном уровне, вступить в диалог со студентами и другими заинтересованными людьми, расширить существующие границы математики и точных наук».

Настанет время, и нынешний прорыв в технологиях хранения на уровне атомов позволит производителям оборудования наладить выпуск продуктов, емкость которых на несколько порядков превысит возможности существующих жестких дисков и флэш-накопителей.

«Даже по самым скромным оценкам, вместо устройства объемом 1 Тбайт вы получите оборудование, способное хранить 100-150 Тбайт данных, – указал Хайнрих. – На одном устройстве вы сможете держать не только всю свою музыку, но и все свое видео».

Сегодня для хранения одного бита данных на компьютере или электронном устройстве требуется миллион атомов. Бит – это базовый элемент цифровой информации, он может принимать два значения — ноль или единицу. 8 бит образуют 1 байт, или символ. Добившись того, что для хранения одного и того же бита данных потребуется уже не миллион, а всего двенадцать атомов, корпорация IBM совершила настоящую революцию в области систем хранения.

Для перевода магнитной информации битов из нуля в единицу и обратно исследователи из IBM использовали двухтонный сканирующий туннельный микроскоп.

Чтобы продемонстрировать свои возможности манипулирования атомами, ученые при помощи сканирующего туннельного микроскопа решили упорядочить атомы. Так и появился «самый маленький в мире фильм, состоящий из отдельных кадров», претендующий на занесение в Книгу рекордов Гиннесса.

 

Для манипулирования атомами ученые воспользовались двухтонным сканирующим туннельным микроскопом. Источник: IBM
Для манипулирования атомами ученые воспользовались двухтонным сканирующим туннельным микроскопом. Источник: IBM

 

Каждый кадр этого фильма имеет размеры 45x25 нанометров. Нанометр – одна миллиардная часть метра. Толщина человеческого волоса превышает размеры кадра в три тысячи раз, а в одном дюйме содержится 25 млн нанометров.

Эксперимент выполнялся при очень низкой температуре — около 1К (–272 °С), что близко к абсолютному нулю. При нагревании приблизительно до 5K биты начинают случайным образом менять свое состояние примерно раз в минуту.

«Мы использовали низкие температуры, чтобы начать с одного атома и собирать все более и более крупные структуры, сосредоточивая основное внимание на их магнитных свойствах, – поясняют в IBM. – Чем больше атомов образуют каждый бит, тем стабильнее он себя ведет. Если при низких температурах для стабильного хранения одного бита данных требуется 12 атомов, то при комнатной температуре, по нашим оценкам, каждый бит должен состоять примерно из 150 атомов».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями