Mažiausias QR kodas pasaulyje sukurtas iš sidabro atomų

Įsivaizduokite tokį mažą brūkšninį kodą, kad jam perskaityti prireiktų elektroninio mikroskopo. Tai ne metafora: Monašo universiteto ir Čekijos mokslų akademijos tyrėjai išgraviravo veikiantį QR kodą, kurio skersmuo siekia vos 50 nanometrų. Žodis „mažas“ čia net nepriartėja prie esmės.

50 x 50 nm dydžio raštas yra maždaug koronaviruso dalelės dydžio ir apie 800 kartų mažesnis už ankstesnį rekordininką. Žmogiškesniu masteliu tai reiškia štai ką: visas QR kodas savo pločiu yra beveik tūkstantį kartų mažesnis už vieno žmogaus plauko skersmenį.

Nuo pavienių sidabro atomų iki nuskaitomų duomenų

Kiekvienas kodo pikselis sudarytas iš pavienių sidabro atomų. Komanda pasitelkė skenuojantį tunelinį mikroskopą, kad neįtikėtinu tikslumu paimtų ir išdėliotų atomus. Aukštas vakuumas. Itin žema temperatūra. Robotizuota sistema suformavo didžiąją rašto dalį, o tada tyrėjai rankiniu būdu pakoregavo konkrečių atomų padėtį, kol kodas buvo sėkmingai nuskaitytas.

Galutinis vaizdas, padidintas ir iškoduotas, nukreipia naudotojus į „SPM Pro Tips“ svetainę, skirtą pristatyti skenuojančio zondo mikroskopiją ir nanomastelio tyrimų metodus. Šis praktinis rezultatas pabrėžia esmę: tai nebuvo vien įspūdingas triukas. Tai buvo atominio lygmens kontrolės įrodymas.

Rekordas dar laukia galutinio „Guinness World Records“ patvirtinimo, tačiau komanda jau pateikė paraišką. Jei ji bus patvirtinta, šis įrenginys pakeis ankstesnį, šiais metais pasiektą rekordą ir taps svarbiu etapu atomų po atomo gamybos srityje.

Kodėl tai turėtų rūpėti? Todėl, kad ši technologija nėra vien mažytis menas. Ji demonstruoja tokį pavienių atomų valdymo lygį, kuris galėtų atverti kelią itin didelio tankio duomenų saugojimui, pagal poreikį kuriamoms nanostruktūroms ir naujos kartos kvantinių įrenginių komponentams. Maži žingsniai laboratorijoje gali virsti milžinišku technologinių galimybių šuoliu.

Šiame darbe yra ir tam tikro teatrališkumo. Taip, jis pritraukia dėmesį. Tačiau eksperimentas kartu veikia kaip aiškus technologinis įvertinimas: mokslininkai jau geba gana įprastai pozicionuoti atomus taip, kad sukurtų nuskaitomus ir funkcionalius raštus. Toks kontrolės lygis keičia projektavimo diskusijas medžiagų moksle ir kvantinėje inžinerijoje.

Šis nanomastelio QR kodas yra konkretus ženklas, kad atominis tikslumas iš demonstracinės stadijos pereina prie galimo taikymo atminties technologijose, nanogamyboje ir kvantinėse technologijose.

Galima tikėtis daugiau panašių eksperimentų: ir dėl įspūdžio, ir dėl realios mokslinės vertės. Įrankiai tampa greitesni, automatizavimas išmanesnis, o rankiniai pataisymai vis tikslesni. Ateinančiais metais klausimas bus ne tai, ar galime išdėlioti atomus, bet ką nuspręsime iš jų sukurti.