(Phys.org) —Gli scienziati di IBM hanno presentato oggi il film più piccolo del mondo, realizzato con uno degli elementi più piccoli dell'universo:gli atomi. Chiamato "Un ragazzo e il suo atomo, Il film, verificato dal Guinness dei primati, utilizzava migliaia di atomi posizionati con precisione per creare quasi 250 fotogrammi di azione in stop-motion.

"A Boy and His Atom" descrive un personaggio di nome Atom che fa amicizia con un singolo atomo e intraprende un viaggio giocoso che include la danza, giocando a palla e rimbalzando su un trampolino. Impostato su una traccia musicale giocosa, il film rappresenta un modo unico per trasmettere la scienza al di fuori della comunità di ricerca.

"Catturare, posizionare e modellare gli atomi per creare un film originale a livello atomico è una scienza precisa e completamente nuova, " ha detto Andreas Heinrich, Investigatore principale, Ricerca IBM. "In IBM, i ricercatori non si limitano a leggere di scienza, noi lo facciamo. Questo film è un modo divertente per condividere il mondo su scala atomica mentre si apre un dialogo con studenti e altri sulle nuove frontiere della matematica e della scienza.

Fare il film

Per realizzare il film, gli atomi sono stati spostati con un microscopio a scansione a effetto tunnel inventato da IBM. "Questo strumento vincitore del premio Nobel è stato il primo dispositivo che ha permesso agli scienziati di visualizzare il mondo fino ai singoli atomi, " ha detto Christopher Lutz, Ricercatore, Ricerca IBM. "Pesa due tonnellate, opera a una temperatura di 268 gradi centigradi negativi e ingrandisce la superficie atomica oltre 100 milioni di volte. La capacità di controllare la temperatura, pressione e vibrazioni a livelli esatti rendono il nostro laboratorio di ricerca IBM uno dei pochi posti al mondo in cui gli atomi possono essere spostati con tale precisione."

Operato a distanza su un computer standard, I ricercatori IBM hanno usato il microscopio per controllare un ago super affilato lungo una superficie di rame per "sentire" gli atomi. Solo 1 nanometro di distanza dalla superficie, che è un miliardesimo di metro di distanza, l'ago può attrarre fisicamente atomi e molecole sulla superficie e quindi trascinarli in una posizione specificata con precisione sulla superficie. L'atomo in movimento produce un suono unico che è un feedback fondamentale nel determinare di quante posizioni si è effettivamente spostato.

Durante la creazione del film, gli scienziati hanno reso immagini fisse degli atomi disposti individualmente, risultando in 242 fotogrammi singoli.

La necessità di ridurre i Big Data

Lo sviluppo del film più piccolo del mondo non è un terreno del tutto nuovo per IBM. Per decenni, gli scienziati di IBM Research hanno studiato materiali su scala nanometrica per esplorare i limiti dell'archiviazione dei dati, tra l'altro.

Man mano che i circuiti dei computer si restringono verso le dimensioni atomiche, cosa che hanno da decenni in conformità con la legge di Moore, i progettisti di chip stanno incontrando limitazioni fisiche utilizzando le tecniche tradizionali. L'esplorazione di metodi non convenzionali di magnetismo e le proprietà degli atomi su superfici ben controllate consente agli scienziati IBM di identificare percorsi di elaborazione completamente nuovi.

Utilizzando l'oggetto più piccolo disponibile per l'ingegneria dei dispositivi di archiviazione dei dati - singoli atomi - lo stesso team di ricercatori IBM che ha realizzato questo film ha recentemente creato anche il bit magnetico più piccolo del mondo. Sono stati i primi a rispondere alla domanda su quanti atomi occorrono per memorizzare in modo affidabile un bit di informazioni magnetiche:12. In confronto, ci vuole circa 1 milione di atomi per memorizzare un po' di dati su un moderno computer o dispositivo elettronico. Se commercializzato, questa memoria atomica potrebbe un giorno memorizzare tutti i film mai realizzati in un dispositivo delle dimensioni di un'unghia.

"Ricerca significa porre domande al di là di quelle necessarie per trovare buone soluzioni ingegneristiche a breve termine ai problemi. Poiché la creazione e il consumo di dati continuano a crescere, l'archiviazione dei dati deve rimpicciolirsi, fino al livello atomico, " ha continuato Heinrich. "Stiamo applicando le stesse tecniche utilizzate per creare nuove architetture di elaborazione e modi alternativi per archiviare i dati per realizzare questo film".

Nei 101 anni di storia dell'azienda, IBM ha investito nella ricerca scientifica per plasmare il futuro dell'informatica.