کوچک ترین کد کیوآر جهان در ابعاد اتمی ساخته شد

تصور کنید بارکدی آن‌قدر کوچک باشد که برای خواندنش به میکروسکوپ الکترونی نیاز داشته باشید. این استعاره نیست؛ پژوهشگران دانشگاه موناش و آکادمی علوم جمهوری چک یک کد کیوآر کاربردی را با عرض تنها ۵۰ نانومتر حک کرده‌اند. واژه «کوچک» برای توصیف آن کافی نیست.

این الگو با ابعاد ۵۰ در ۵۰ نانومتر، تقریبا هم‌اندازه یک ذره ویروس کروناست و حدود ۸۰۰ برابر کوچک‌تر از رکورد قبلی محسوب می‌شود. برای درک بهتر در مقیاس انسانی: عرض کل این کد کیوآر تقریبا هزار برابر کمتر از قطر یک تار موی انسان است.

از اتم‌های منفرد نقره تا داده‌های قابل خواندن

هر پیکسل این کد از اتم‌های منفرد نقره ساخته شده است. این گروه پژوهشی با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی، اتم‌ها را با دقتی شگفت‌انگیز برداشت و در جای مناسب قرار داد. خلأ بالا، دماهای بسیار پایین و یک سامانه رباتیک بخش عمده الگو را ایجاد کردند، سپس پژوهشگران برخی اتم‌های مشخص را به‌صورت دستی جابه‌جا کردند تا کد به‌درستی اسکن شود.

تصویر نهایی، پس از بزرگ‌نمایی و رمزگشایی، کاربران را به وب‌سایت اس‌پی‌ام پرو تیپس هدایت می‌کند؛ منبعی که برای نمایش میکروسکوپی پروبی روبشی و روش‌های پژوهش در مقیاس نانو طراحی شده است. همین نتیجه عملی نکته اصلی را برجسته می‌کند: این کار صرفا یک نمایش جذاب نبود، بلکه اثباتی از کنترل در سطح اتمی بود.

این رکورد هنوز در انتظار تأیید نهایی رکوردهای جهانی گینس است، اما گروه پژوهشی درخواست خود را ثبت کرده است. در صورت تأیید، این ابزار جایگزین رکوردی می‌شود که اوایل امسال ثبت شده بود و نقطه عطفی در ساخت اتم به اتم به شمار خواهد رفت.

چرا این موضوع اهمیت دارد؟ چون این فناوری فقط درباره هنر در ابعاد بسیار کوچک نیست. این دستاورد سطحی از دست‌کاری اتم‌های منفرد را نشان می‌دهد که می‌تواند ذخیره‌سازی داده فوق‌متراکم، نانوساختارهای سفارشی و قطعات مورد نیاز برای نسل بعدی دستگاه‌های کوانتومی را ممکن کند. گام‌های کوچک در آزمایشگاه می‌توانند به جهش‌های بزرگ در توانمندی‌های فناورانه منجر شوند.

این کار جنبه‌ای نمایشی هم دارد. بله، تیترساز است. اما این آزمایش در عین حال مانند یک گزارش فنی روشن عمل می‌کند: دانشمندان اکنون به‌طور معمول اتم‌ها را در موقعیت‌های دقیق قرار می‌دهند تا الگوهایی خواندنی و کاربردی بسازند. چنین سطحی از کنترل، گفت‌وگوهای طراحی را در علم مواد و مهندسی کوانتوم تغییر می‌دهد.

این کد کیوآر در مقیاس نانو نشانه‌ای ملموس است که دقت اتمی از مرحله نمایش آزمایشگاهی به سمت کاربردهای بالقوه در حافظه، نانوساخت و فناوری‌های کوانتومی حرکت می‌کند.

باید منتظر آزمایش‌های بیشتری از این دست بود؛ هم برای نمایش و هم برای کاربرد واقعی. ابزارها سریع‌تر می‌شوند، خودکارسازی هوشمندتر می‌شود و تنظیمات دستی نیز هر روز دقیق‌تر پیش می‌رود. در سال‌های آینده پرسش این نخواهد بود که آیا می‌توانیم اتم‌ها را در جای دلخواه قرار دهیم؛ پرسش این است که تصمیم می‌گیریم با آن‌ها چه بسازیم.