Slavný fyzik Richard Feynman kdysi nabídl tisíc dolarů jako odměnu tomu, komu se podaří napsat stránku textu, která bude 25 000x menší, než je běžná velikost. Na svých penězích seděl až do roku 1985. Od té doby však nanotechnologie, do jejichž kompetence tyto hrátky spadají, urazily velký kus cesty.

Nejmenšími písmeny umí dnes už opět psát na univerzitě v kalifornském Stanfordu.

Výzkumy fyziků ze slavné Stanfordovy univerzity v USA naznačují, že „tam dole“ (tedy v oblastech, kde se měří v miliardtinách metru, tedy nanometrech) je ještě více místa, než jsme si dříve mysleli. Jejich hrátky s nanopísmeny totiž nejsou totiž jen povyražením během často nudné práce v laboratořích, ale mohly by naznačovat cestu, kterou se v budoucnosti vydá skladování informací.

Zdá se totiž, že se ve stanfordské laboratoři podařilo uložit informace do rozměrů, které jsou menší než jeden atom. Stojíme tedy na prahu další informační revoluce?

Světový rekord v minipísmenkáchPracovníci Stanfordovy univerzity musí mít pocit, že pomyslná trofej pro vítěze neoficiální soutěže v miniaturizaci písma by měla mít ve vitríně jejich děkana stálé místo.

V roce 1985 se jim totiž poprvé podařilo překonat hranici, kterou Richard Faynman vyhlásil jako limitní pro získání pomyslného prvenství. Rok 1990 jim však přinesl zklamání – prvenství jim vyfoukli vývojáři firmy IBM, kterým se podařilo zkratku názvu jejich firmy napsat pomocí pouhých 35 atomů vzácného plynu xenonu.

Profesor fyziky na Stanfordu Hari Manoharan spolu se svým studentem Chrisem Moonem a dalšími spolupracovníky však nedávno vývojářům IBM prvenství sebral a pomyslnou trofej opět umístil na svou alma mater.

Jejich týmu se podařilo napsat písmena „S“ a „U“ („Stanford University“) ve velikosti, která je 40x menší, než byla velikost původního nápisu, a 4x menší, než jaké docílili v IBM. Nová písmenka jsou složena z jednotek, které jsou menší, než je velikost jediného atomu – okolo 0,3 nanometru.

Dveře budoucnosti dokořánProfesor Manoharan se výzkumům v oblasti kvantových nanotechnologií věnuje již slušnou řádku let, a je tedy v této oblasti na slovo vzatým odborníkem. Jedním z jeho hlavních pracovních nástrojů je tunelovací skenovací mikroskop.

Toto zařízení má několik výhod. Nejenže dává do nanooblastí nahlédnout, ale současně umožňuje i droboulinké úkony, díky nimž můžeme v tomto světě pohybovat i jednotlivými atomy. Společně s jeho týmem se mu díky obratné manipulaci s jednotlivými molekulami podařilo vytvořit hologram, do něhož zakódovali miniaturní písmena.

Tajemství jejich úspěchu ale spočívá ve způsobu, jakým dokáží hologram číst. Namísto laserového paprsku namířili na měděný plíšek svazek elektronů. Teprve ten nechá vyniknout kódu, který vědci „zapekli“ ze subatomárních částic, které se v kvantovém světě chovají také jako vlny.

A k čemuže podobné hrátky vůbec jsou? Do jediného hologramu může být zabudováno mnohem více informací, čímž se výrazně zmenšuje nejmenší velikost, nutná k uložení informace. Ta byla vědcům dříve zcela jasná – nemůže překročit velikost atomu.

Skladování informací na subatomárních škálách by tedy mohlo být významným krokem k dalšímu zrychlení a miniaturizaci elektronických zařízení.

21. STOLETÍ dodává: Co je to hologram?Hologramy jistě všichni známe z běžného života – jsou to ty pěkné barevné obrázky, na které se vydržíme koukat jako malé děti. Tajemství jejich krásy je v tom, že dokážou zachytit trojrozměrnou strukturu na pouze dvourozměrném nosiči.

Holografický efekt je způsoben tím, že na dvourozměrný nosič (např. fotografický film) se zapíše informace nejen o intenzitě, ale i o fázi světla. Odtažením světla pak vznikne interferenční obrazec – hologram.

Jak uložit data holograficky? Jak jsou na tom dnešní technologie se skladováním dat? Většina elektronických zařízení, pro jejichž práci je nezbytná práce s daty, je ukládána a čtena prostřednictvím magnetického či jiného typu signálu.

Konkrétní nositel signálu však nemusí být až tak důležitý – podstatný je princip. Ten u dnešních zařízení spočívá v tom, že jednotlivé bity informací jsou předávány diskrétně – každá jednotka informace potřebuje své vlastní „místo“. Jednou ze žhavých oblastí technologického výzkumu v poslední době je právě snaha tuto limitaci překonat a uskladnit na jednom místě bitů více. Právě tomuto způsobu říkáme „holografické uskladňování dat“. Prostřednictvím takového způsobu ukládání a čtení může být na jednom místě uloženo až několik tisíc různých hologramů.