Zvětšit obrázek

Reklamní upoutávka na nejmenší film na světě.

Zvětšit obrázek

Detail jednoho ze dvou mikroskopů, který ve výzkumném středisku IBM v Almaden dovoluje atomy nejen zobrazovat, ale i přenášet.

Společnost IBM založila svou laboratoř na západním pobřeží USA v San José (Almaden) již v roce 1956.  Dnes už je San Jose velké téměř jako Praha a nejjižnější části sanfranciského pobřeží v Severní Kalifornii, jehož je střediskem, známe spíš jako „Silicon Valley“. Tuto přezdívku mu dal Don Hoefler, který pod tím názvem vedl rubriku v časopisu Electronic News v níž se věnoval velké koncentraci společností zabývajících se křemíkovými mikročipy a počítači.

V křemíkovém údolí mají dnes své laboratoře snad všechny významnější firmy zabývající se elektronikou, včetně NASA, Apple Computer, Intel, Hewlett-Packard,... Kdo chce být v centru počítačového a technologického průmyslu zaháčkován, musí sáhnout hluboko do kapsy. Pozemky tu stojí už tolik, jako na Manhattanu.

V laboratořích IBM v Silicon Valley spatřilo světlo světa na první pohled naivní video. Hned se ale zapsalo do Guinnessovy knihy rekordů, jde totiž o světově nejmenší ztvárnění děje. Postavičku i její propriety vykresluje jedna z nejmenších substancí ve vesmíru – atomy molekuly oxidu uhelnatého. Krátkometrážní produkce má pouhých 242 snímků a na rozhýbání postavičky bylo třeba pracovat se zhruba deseti tisíci atomy.

Zvětšit obrázek

Pohled do „filmového studia“ v Almadenu. Pro představu s jakým zvětšením se tu pracuje vyplyne, když si atom kyslíku představíme jako pomeranč. Mikroskop ho v takovém případě zvětší na velikost zeměkoule. Vlevo je patrný kontejner s tekutým dusíkem, jehož výpary chladí prostor skenování.

Zvětšit obrázek

Řádkovací tunelový mikroskop mapuje vzorek pohybem hrotu (tunelováním elektronů). Mapu povrchu je vykreslen proudem. STM mikroskop byl vynalezli G. Binnig a H. Rohrer (1981). Kredit : IBM

 Scéna se po každém pošoupnutí některého z atomů musela znovu naskenovat. Film se rodil políčko po políčku stejně pracně, jako kdysi kreslené Trnkovy seriály ve studiu Bratří v triku. Jen místo se štětcem se tu maluje hrotem, který snímá elektromagnetické atomární síly. V případě přesouvání atomů se využívá elektrického poudu, který se přivádí do skenovací jehly. Naruší se tím atomární síly tvořené chemickou vazbou a atom lze z jeho místa odstrčit. Nekreslí se na papír, ale na měděné destičce.

Atomy kyslíku v oxidu uhlíku jsou na vodivé podložce při pokojové teplotě značně neposedné, asi jako Trnkovy postavičky z plastelíny v parných dnech a proto se musí zklidňovat chladem. Využívá se k tomu tekutého dusíku, jehož výpary scénu ochlazují na - 268 stupňů Celsia. Filmové políčko má pouhých 45 × 25 nanometrů a pracuje se se zvětšením stomilionkrát. I pouhé zakašlání by obraz rozechvělo natolik, že by záběr nestál za nic a tak „kamera“, respektive mikroskop, má hmotnost okolo dvou tun. Záběr atomu není tedy optickým záznamem, ale tvar zjištěný snímáním atomárních sil.  Materiál se „osahává“ pohybem vodivého hrotu - tunelují se tak elektrony z podložky (odtud název tunelovací mikroskop). Povrch je vlastně osaháván piezoelektricky vychylováním hrotu přejíždějícího těsně nad objektem.  

Andreas Heinrich,
člen „filmařského týmu“ IBM.

Zvětšit obrázek

Paměťovou magnetickou jednotku pracující na principu polarizovaných atomů železa se již sestavit podařilo. Jen kdyby to čtecí zařízení nevážilo přes dvě tuny... Kredit: Sebastian Loth / CFEL

Filmové záběry nejsou žádnou  premierou. Spíše to je vtipný marketingový tah, při němž se tvůrci evidentně bavili. Sluší se proto připomenout průkopníka šťouchanců do atomů. Poprvé se to podařilo Donu Eiglerovi a časopis Science o tom referoval již v roce 1989. Krátce po vědeckém pojednání Eigler ztvárnil svému chlebodárci logo (písmena IBM)  pomocí 35 atomů xenonu. Prý to pocítil na prémiích, roztrušovali o něm závistivci. V případě nynějšího filmu to na oskarovou nominaci nevypadá, nicméně podle návštěvnosti videa na You-Tube by to i tentokrát na vyšší premie stačit také mělo. 

A k čemu je takové hraní dobré?
Předpokládá se využití v miniaturizaci úschoven dat. Hlavní roli v nich mají hrát spinem polarizované atomy. Zatímco ve stávajících pevných discích se na jeden bajt potřebuje půl miliardy atomů, při využití spinového záznamu by na jeden bit měl stačit atomů tucet.

Pramen: IBM

Chlapec a jeho atom

Film o filmu

Princip mikroskopu