Šiandien MP3 grotuvai, kurie yra mažesni už degtukų knygą, gali talpinti du gigabaitus informacijos – pakankamai vietos maždaug 500 dainų. Kalbant apie galimybes, galią, greitį ir energijos vartojimo efektyvumą, kuriuos galima supakuoti į mobilųjį telefoną ar nešiojamąjį kompiuterį, reiškinys, vadinamas kvantiniu miražu, rodo, kad paviršius iki šiol buvo tik subraižytas. Iš esmės kvantinis miražas yra reiškinys, rodantis, kad duomenis galima perduoti be įprastų laidų.
1993 metais IBM mokslininkai atrado kvantinio miražo koncepciją. Šis atradimas gali būti laikomas lūžio tašku nanotechnologijų istorijoje, net kai integriniai grandynai artėja prie savo miniatiūrizavimo ribos. Kad ir kokia pažangi ši technologija tapo, ji priklauso nuo XIX amžiuje išrasto daikto – laidų. Galiausiai laidai tampa per maži efektyviam elektronų srautui ir jungtis nutrūksta.
Šie IBM mokslininkai mano, kad kvantinis miražas gali paskatinti atominio masto grandines. Užuot tekėjusi laidais, informacija šioje atominėje grandinėje skrieja banga elektronų jūroje.
IBM komanda, vadovaujama Dono Eiglerio, surengė eksperimentą, siekdama pademonstruoti veikiantį kvantinį miražą. Naudodami skenuojantį, tunelinį mikroskopą, jie surinko elipsę, kurios skersmuo 5,000 kartų mažesnis už žmogaus plauko skersmenį. Elipsė buvo suformuota iš 36 kobalto atomų karoliai ant vario kristalo paviršiaus, atvėsusio iki keturių laipsnių virš absoliutaus nulio.
Jie naudojo elipsę, nes ji, kaip geometrinė forma, turi vadinamuosius fokusavimo taškus kiekviename ilgosios ašies gale. Jei nubrėžiate liniją nuo vieno židinio taško iki bet kurio elipsės taško, tada iki priešingo fokusavimo taško, atstumas visada bus toks pat.
Jie naudojo varį, nes jis yra nemagnetinis, o kobalto atomai yra magnetiniai. Jie stipriai užšaldo varį, nes kai taip šalta, varyje esantys elektronai sukelia rezonansą, vadinamą Kondo efektu, kai su jais liečiasi kobalto atomas. Kondo efektas yra samprata, kad elektrinė varža skiriasi, kai temperatūra yra artima 0 kelvinų.
Kobalto atomų elipsė sudarė aptvarą, kuriame yra elektronų iš vario kristalo. Kaip ir tikėtasi, kai IBM mokslininkai naudojo skenuojantį tunelinį mikroskopą, kad nustatytų atomą elipsėje, jie pamatė Kondo efektą. Tačiau kai jie perkėlė kobalto atomą į vieną iš elipsės židinio taškų, kitame židinio taške pasirodė Kondo efektas.
Iš esmės magnetinio kobalto atomo, sąveikaujančio su nemagnetiniais vario elektronais, sukurtas rezonansas nukreipė bangą per elektronus, esančius kobalto vėrinyje, į kitą fokusavimo tašką. Visa tai nepaisant to, kad atomo ten nebuvo. Mokslininkai šį efektą pavadino kvantiniu miražu.
IBM mokslininkai teigia, kad kvantinis miražas gali būti valdomas panašiai kaip šviesos fokusavimas naudojant lęšius arba garsas naudojant parabolinius atšvaitus. Tačiau technologijos turi nueiti ilgą kelią. Atomų vėrinys sujungiamas skenuojančiu tuneliniu mikroskopu atima daug laiko ir energijos. Tačiau jei procesas gali būti paspartintas ir patobulintas, įsivaizduokite, kad vieną dieną žmonės galės išsaugoti 10,000 3 dainų mikroskopiniame MPXNUMX grotuve, implantuotame į vidinę ausį. Kodėl gi ne? Visatoje egzistuojant tokiems reiškiniams kaip kvantinis miražas, viskas įmanoma.