Katalog

F İ Z İ K t N ANON Bes atom kalınlığında bir tel lii Kuculen dunya (metrenin binde onu) Eıtegra Devr» ÇİPİ Bir bilgisayarın beyni merkezi işlemcısı yaklaşık bir santimetrekare alana sahip ve milyonlarca alt birimi var. lOMllimtn Kum Tınesl Bir kum tanesi yaklaşık olarak, 1948 yıhnda AT&T araştırmacıları taradndan üretilen ilk transislörle aynı boyutta. 1 Mlllimtre (metrenin binde biri) SO100 MikFM (metrenin milyonda 50100'ü) IBOOMIfcreı Stanlord Ünıversitesi bilimadamları Lincoln'ün ünlü Gettysburg nutkunu bir saçının yan kesiti büyüklüğıinde bir alana sığdırmışlar (metrenin milyonda 1500'ü) 1940larda ilkleri yapılanelektronik bilgisayarlar,veri saklamak için küçük ampül boyutunda vakum tüpleri kullanıyorlardı. O zamandan başlayarak, bilgisayar parçalarının boyutu ? sürekli ufaldı ve çip pzerindeki bugünkü arımmikronluk bınıra ulaştı. Cesur, |leri düşünürler yeni lir bin kat Fküçültmeyi düşünüyorlar. Bu tabloise günümüzde "küçük"ünne kadar küçük olduğunu gösteriyor. Küçük mlkromakinelerin silikon çıplerden oyulmuş dişlıler, motorlar ve hissediciler gibı bir kaç mikron buyukluğünde'parçaları var. Parplan MlkPOHMklH 20 N a M M t n (metrenin milyardayirmisi) K m t m •tektmlk yaprian Eğer bir nesne yeterınce küçükse, kuantum mekanığı tarafından tahmin edılebilen garıp davranışlarda bulunuyor Fızikçıler bu özellikten faydalanarak. çok kuçuk transistörler veya ışık yayan diyotlar üretebileceklerını umuyorlar. 2 kisi) (metrenin milyarda i 0.10.4 NtMHMtPt (metrenin on milyarda biridördü) Bu dıoksiribonükleik asit sicimleri yaklaşık ıki nanometre genışlığınde ve uzunlukları ise birkaç bin nanometreyi bulablliyor. Bu bir atomluk şalter, IBM fizikçileri taralından 1991 yıhnda yapılmış. Tarayıcı Tünel Mıkroskopu ile bir metal yuzey arasında gıdıp gelen bir Xenon atomundan oluşan anahtar için henü2 pratikte bir uygulama bulunamadı. nında yapılmış Tüketıcılerın daha fazla hafızalı, daha hızlı bilgisayarları daha ucuza istemeleri sonucu ortaya çıkan ıhtıyaç ancak bilgisayarları daha ve daha kuçük yapmakla karşılanabilecek Son yirmi senede uzmanlar, sürekli devre kazıma teknolojisini geliştırdiler Bunun sonucu olarak sürekli küçülen çipler çıkiı. Ama bu metodlar yakında fiziksel limitlerine varacaklar. örneğin bugunlerde neredeyse bütün bilgisayar çiplerinin yapımında kullanılan optik litografi metodu ikiyuz nanometreden (yaklaşık bir saç telinin beşyüzde biri) daha ince tel yapamıyor. Fizikçiler günümüzde, maddeyi oluşturan atomlar arasında "uçuşa" geçtiler. Metrenin milyarda biri uzunluğu, 10 kadar atomun büyüklüğü olan nanometre ölçülerinde ürünler gündemde. •• tomlari teker teker istediğimiz gimalar yürütüyor. Cornell Üniversitesi ise bi yerleştirebilirsek ne olur?" Ünlü fizikçi Feynman Aralık 1959 yıhnda yaptığı şaşırtıcı konuşmasında bu soruyu soruyordu. Caltech fizikçisi ve geleceğin Nobel ödülü sahibi, Amerikan Fizik Derneği'nin bir toplantısında arastırmacılara yönelttiği bu soruya yine kendisi yanıt veriyordu: Bunun, birçok teknolojik uygulaması olabilir, on atom genışlığınde teller, yedi atomdan meydana gelmiş devreler ve yepyeni üretim metodları. . milyonlarca dolarlık bir enstitüsünü bu konuya adadı. Bu bilime "nanoteknolo|i" deniyor, nano, nanometrenin (metrenin milyarda biri) kısaltılmasından geliyor. luşturmayı öğreniyorlar J3u demetler ileride transistör ve diğer elektronik parçalarda kullanılabilecek Bu konuda yapılan araştırmaların en uçansında ise bilimadamları proteinler gibi organik moleküllerden bilgısayarlar yapmaya uğraşıyorlar. Düşlere bakın! Bilgısayarlar sadece bir başlangıç. Nanoteknoloji için önerilmiş diğer işlemler arasında, zehirli maddeleri bir atomuna kadar farkedebilen hava kirliliği dedektörleri, birkaç atom genışliğinde olup çelıkten güçlü malzemeler ve de dünyanın en küçük pilleri Bu alanda en cesur tekliflerden birisi ise mikrop büyüklüğünde makinaların vücudumuza girerek tıkanmış damarları temizlemesi, dünyanın derinliklerinden mineraller çıkarması ve temelden başlayarak gökdelenler inşa etmeleri. Tapii daha bunları gerçekleştiremeyiz. Bu gelişmeye iyimser gözle bakanlar bile, gerçekleşmesinin yıllar alacağını biliyorlar. Örneğin bilimadamları bir ya da birkaç molekule, bilgisayarlar için çok önemli olan temel mantıksal işlemleri yaptırmayı başarıyorlar ama yarattıkları alete bir ile^ biri toplatamıyorlar Şu ana kadar nanoteknolojideki en yoğun araştırmalar atomik ve moleküler boyutta bilgisayar ve bilgisayar parçaları ala Dinleyicilerden bazıları, şakalarıyla tanınan Feynman'ın dalga geçtiğini zannettiler. O zamanlar en kuçuk motor Feynman'ın bahsettiği boyutların miiyonlarca katı idi O kadar küçük, herhangi bir şeyin yapılabileceği mantıksız geliyordu çoğu insana Feynman şaka yapmıyordu. Yaklaşık otuz sene sonra, birkaç atom büyüklüğünde makina parçaları yapmak, bilimsel araştırmaların en çok üzerinde durduğu sahalardan birisi oldu. IBM de dahil olmak üzere birçok bilgisayar firması bu konuda araştır33712 Nanometre en (azla peşpeşe dizilmiş on lane atomun sığabileceğl bir uzunluk. Bugün en küçük elektronik aygıtlar, saç telinin çapının on ila yüzde biri büyüklüğünde. Ama bu nanoteknologların düşlediğine kıyasla çok büyük bin kat daha kuçuk olmalarına çalışılıyor. Son birkaç yılda bilimadamları, "Tarayıa Tünelleme Mikroskobuyla "(STM) tek atom veya molekülden oluşan "şalterler" yaptılar Araştırmacılar, ilk defa atomları birer birer oynatarak şekiller ve desenler yaptılar. Bu getişmeler ileride yeni bir dizi hafıza aygıtlarının temelini oluşturabMir. Bir uzmana göre ileride bu metodla otuz milyon kitap bir yüzükteki pırlanta büyüklüğünde bir alanda saklanabilecek. Bir başka grup araştırmacı ise birkaç düzine atomdan oluşan küçük "demetler" o Neler başarıldı? Bugüne kadar en önemli gelişmeler tarayıcı tünelleyicı mikroskopla (STM) başarılmış 1981 yıhnda icat edilmiş olan makıne, çok ince bir ığneyi yüzeyın birkaç atom çapı yakınına kadar yaklaştırarak iğne ucuyla yüzey arasında ne kadar elektronun "tünellediğını" hesabederek, yüzeyın görünüşünü atomik ölçülere kadar görüntüleyebiliyor IBM tarafından bir metal yuzeyde Xenon atomlarını iterek beş nanometre yüksekliğinde IBM yazmakta da kullanılmış olan STM, teorik olarak Britanika Ansıklopedisınin otuz milyon kopyasını bu sayfa büyüklüğünde bir çipe sığdırabilir. (Bugün kul