كينجسفيل (23 أبريل 2021) - د. يستمع أميت فيرما ورضا نيكوفي ، الأستاذان في قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في جامعة تكساس إيه آند إم ، كينجزفيل. في بحث جديد نُشر مؤخرًا في مجلة Nature ، تقارير علميةيقول Verma و Nekovei أنه من الممكن الآن سماع الإلكترونات أثناء انتقالها عبر الجهاز.
في ورقتهم ، حول جدوى سماع الإلكترونات في جهاز 1D من خلال الفونونات المنبعثة، يزعمون أن الإلكترونات التي تنتقل عبر مادة أحادية البعد مثل الأنابيب النانوية الكربونية ، تسبب اهتزازات في الذرات في الأنابيب النانوية الكربونية بقوة كافية لاكتشافها بواسطة الأدوات الحديثة. وقد انضم إليهم في كتابة هذه الورقة الدكتور زاهد كوزر من شركة إنتل.
قال فيرما: "هذا يعني بشكل أساسي أنه يمكن سماع هذه الإلكترونات أثناء انتقالها عبر جهاز". "خلفية هذا الاكتشاف كانت العمل الذي قام به الدكتور Kauser وأنا منذ ما يقرب من 15 عامًا عندما نظرنا في كيفية تصرف الإلكترونات في الأنابيب النانوية الكربونية المختلفة."
الأنابيب النانوية الكربونية عبارة عن أنابيب مصنوعة من ذرات الكربون بسمك على مقياس نانومتر. وأوضح أن النانومتر أرق بحوالي 50,000 مرة من شعرة الإنسان.
"عندما تتحرك الإلكترونات عبر أي مادة ، فإنها تسبب اهتزازات في الذرات التي تتكون منها تلك المواد. كيف نسمع شخصا يتحدث؟ تقوم الحبال الصوتية للشخص الذي يقوم بالكلام بإعداد الاهتزازات في جزيئات الهواء. هذا المبدأ نفسه متضمن في هاتف علبة الصفيح ، فقط في هذه الحالة ، يتم ضبط الاهتزازات في الوتر الذي يربط بين علبتي القصدير ، "قال فيرما. "يجب أن تكون قوة الاهتزاز في كل هذه الحالات أعلى من ضوضاء الخلفية وأيضًا عالية بما يكفي حتى تلتقطها الأذنين."
"عندما تتحرك الإلكترونات عبر أي مادة ، فإنها تسبب اهتزازات في الذرات التي تتكون منها تلك المواد. هذا هو أحد الأسباب الرئيسية للمقاومة الكهربائية والحرارة الكهربائية ، "قال فيرما. "ما وجدناه هو أنه في الأنابيب النانوية الكربونية ، يكون تأثير التسبب في الاهتزازات واضحًا جدًا ويسبب تذبذب سرعة الإلكترونات بشكل كبير جدًا على مدى أطوال طويلة نسبيًا."
قال فيرما إنه لم يفكر كثيرًا في هذا الأمر مرة أخرى حتى ربيع 2017 عندما ضربه في طريق عودته إلى المنزل. "لقد صدمني فجأة أنه بدلاً من التركيز على الإلكترونات ، إذا ركزنا على الاهتزازات التي تسببها الإلكترونات ، فقد نتمكن من اكتشاف تلك الإلكترونات أثناء تحركها عبر أنبوب الكربون النانوي.
"لم تكن تعرف تمامًا كيف تستمر في حساب توليد وحركة تلك الاهتزازات. لقد استغرق الأمر عامين آخرين ومناقشات طويلة مع باحثين بارزين قبل أن أدرك ما يجب القيام به ، "قال فيرما. "ما كان مطلوبًا هو رمز ضخم للغاية ، كثيف البيانات ، بالإضافة إلى رمز آخر ضخم للغاية ، كثيف البيانات ، حيث يتم تتبع جميع الإلكترونات والاهتزازات الذرية في الأنابيب النانوية الكربونية باستخدام مبادئ ميكانيكا الكم والفيزياء الكلاسيكية."
هذا هو المكان الذي ظهر فيه الدكتور نيكوفي وخبرته في تشغيل أكواد الكمبيوتر الضخمة على أجهزة الكمبيوتر الفائقة. لهذا العمل ، استخدموا منشأة الحوسبة الفائقة في مركز تكساس للحوسبة المتقدمة في أوستن على مدار ثمانية أشهر تقريبًا. وقال: "بعد كل ذلك ، حصلنا على نتائجنا التي أثبتت فرضيتنا الأولية".
قال فيرما: "ما وجدناه هو أنه في درجات الحرارة المنخفضة للغاية حيث تكون الاهتزازات الذرية في الخلفية غائبة بشكل أساسي ، فإن الإلكترونات التي تمر عبر جهاز الأنابيب النانوية الكربونية هي السبب الرئيسي للاهتزازات في الذرات ، والتي ينتقل بعضها أيضًا مثل التموجات في البركة". . "تصل اهتزازات السفر هذه إلى نهاية الجهاز وتوفر طاقة ضمن حساسية الأجهزة الحديثة.
وأضاف: "نعتقد أن هذه الظاهرة أكثر صعوبة في الملاحظة في المواد ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد نظرًا لطبيعة الاهتزازات التي يتم إنشاؤها ، ولكن هذا أمر يستحق الاستكشاف بالتأكيد".
وفيما يتعلق بأهمية اكتشافهم ، قال فيرما إنه يفتح إمكانية تشفير المعلومات ، ليس فقط في الإلكترونات ، ولكن أيضًا في الاهتزازات التي تسببها.
لا تزال هذه الأيام الأولى في هذا البحث. قال فيرما: "نحن متحمسون لما ينتظرنا".
-تموق-
