Dajte mi ostrý hrot a posuniem atóm
Nadpis tohto článku v súčasnosti rezonuje s historickými úvahami o manipulácii s hmotou, ktoré už pred dvoma tisíckami rokov nastolil genius Archimedes. Jeho slová o presúvaní Zeme dokázali, že aj malými silami môžeme dosiahnuť veľké zmeny. Ale sme naozaj schopní manipulovať s najmenšími časticami hmoty? To je tá vzrušujúca otázka, ktorú dodnes skúmame.
Na konci 5. storočia p. n. l. antickí myslitelia, ako Leukippos a jeho žiak Demokritos, definovali koncepciu atómov. Tieto ‘nedeliteľné’ častice sa stali základom našej súčasnej chápania hmoty, hoci Aristoteles prevzal vedenie s jeho teóriou štyroch základných prvkov. O dve tisíc rokov neskôr, v 19. storočí, John Dalton rozvinul myšlienku atómov, ale aj tak veľa vedcov vo veku racionalizmu a empirizmu, ako Ernst Mach, spochybňovalo ich existenciu.
Od opticky neviditeľného po elektronický mikroskop
Po celé stáročia ľudia túžili vidieť, to, čo je očiam skryté. Optické mikroskopy sa stali nástrojmi na odhaľovanie detailov, no ich schopnosti sú limitované vlnovou dĺžkou svetla. Robert Hooke a Anton van Leeuwenhoek, priekopníci mikroskopie, ukázali, že aj malá bunka je ohromujúco komplexná, no atómy ostávali zahalené tajomstvom.
Ako sa technológie vyvíjali, objavili sme nový svet pod mikroskopom. Elektrónové mikroskopy priniesli zmenu; s ich pomocou môžeme vidieť a rozlišovať jednotlivé atómy, no vyžaduje si to neobyčajne precízne a náročné procesy. Tak sa medzi vedcami rozvinula vízia, v ktorej je možné nielen pozorovať, ale aj manipulovať s časticami.
Manipulácia na nanometrickej úrovni
Skenovací tunelový mikroskop (STM), vyvinutý v laboratóriu firmy IBM, dokázal posunúť hranice našich poznatkov. Pomocou tohto prístroja môžeme presúvať jednotlivé atómy. Prvýkrát to dokázal Don Eigler v roku 1989, keď vytvoril nápis IBM z 35 xenónových atómov. To je revolučný krok k technológiam, ktoré so sebou prinášajú množstvo možností.
Budúcnosť atómovej manipulácie
Hoci procesy manipulácie s atómami sú stále veľmi zložitými a časovo náročnými úlohami, ich aplikácie sú nesmierne sľubné. Nanomanipulácia môže viesť k objavom v oblasti kvantových technológii, ktoré nám umožnia novým spôsobom rozumieť a ovplyvňovať vesmír. Od supravodivosti po vznik nových virtuálnych častíc, možnosti sú takmer bezhraničné.
Naša cesta od abstrahovania hmoty až k jemným technikám manipulácie s atómami ukazuje, akým spôsobom sa naše poznanie vyvíja. Skenovací tunelový mikroskop nielen posúva jednotlivé atómy, ale aj formuje budúcnosť našich technológií a poznania.
Takto, behom stáročí sme prešli od prvých filozofických úvah k súčasnosti, kde sa atómy nielen pozorujú, ale aj pohybujú v rukách vedcov, ktorí ich pochopili a majú ambície s nimi experimentovať. To je bezpochyby vzrušujúci čas pre vedu a technológie.
Doc. Mgr. Tomáš Samuely, PhD.
Zdroj: www.aktuality.sk/clanok/gNxH5la/dajte-mi-ostry-hrot-a-posuniem-atom/
