IBM用原子制作世界最小电影

石鑫华视觉

    据物理学家组织网、英国广播公司5月1日报道，IBM研究人员通过在铜表面上操纵单个原子创建了世界上最小的电影。这种首次达到原子尺度的精度之举，已经吉尼斯世界纪录认证。

    制作该电影采用的是1986年获得诺贝尔物理学奖的扫描隧道显微镜（STM）技术，即一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。作为一种扫描探针显微术工具，STM可以让科学家观察和定位单个原子，具有比其同类原子力显微镜更高的分辨率。此外STM在低温下可以利用探针尖端精确操纵原子，因此其在纳米科技领域既是重要的测量工具又是加工工具。

    IBM的科学家一直支持开发一些可以探测原子和分子系统的技术，最近努力采用称为原子力显微镜的相关机器显示单分子图片，甚至分子内原子键的详细图像。

    该电影名为“男孩和他的原子”，具有242帧，时长90秒，描绘了一个男孩与由单个原子制作的“球”一起跳舞和跳蹦床的情景。其本质上是随着给定的原子排列播放这种隧道电流效应画面。

    该装置的工作原理是在整个样品表面通过一个带电的、尖锐的金属针，当针尖接近，电荷会在量子物理效应即隧道效应下“越过界”。使用STM微小的尖端上下左右移动几十个碳原子达到停格动画效果。这种方法可以将大约1000帧的电影在一根头发上并列铺满，这是IBM基于单原子设计下一代数据存储解决方案的一个样板。

    位于美国加利福尼亚州IBM公司的主要研究者安德烈亚斯·海因里希解释说：“针尖仿佛是我们的眼睛和双手：感觉原子图像的位置在哪里，然后靠近原子沿表面将其拖拽到新的位置。原子被移到新位置会静止不动，因为其下表面的铜原子形成了化学键，让我们在一帧胶片上把原子排列成一个完整的图像。”

    世界上最小的电影工作室是在高真空和零下268摄氏度相当寒冷的温度状态下运行操控的。研究人员很小心地在两帧之间将周围的原子移到新的位置，然后拍摄一张张图片。这一视频网页花费了IBM研究人员大约两周零18小时的时间完成，体现了科学家在原子水平上控制物质的能力增强，未来将用它作为创建数据存储的解决方案。

    2012早些时候，IBM研制出世界上最小的磁性存储位，仅仅由12个原子组成。在大幅度降低了世界信息存储技术所需原子数量的同时，亦叩响了数据存储的原子大门。如果商业化，这种原子内存有朝一日会把所有过去制作的电影存储到一个指甲般大小的设备里。

yuyeling

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