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Nano-Film "A Boy and his Atom" IBM macht einzelne Atome zu Filmhelden

| Redakteur: Peter Koller

Mit Aufnahmen von einzelnen Atomen, deren Position manipuliert wurde, ist es IBM-Forschern gelungen, einen Zeichentrickfilm namens "A Boy and his Atom" zu drehen. Er zeigt das Potenzial einer auf einzelnen Atomen beruhenden Elektronik.

(Bild: IBM/Youtube)

IBM-Forschern ist es gelungen, den wahrhaft kleinsten Film der Welt zu drehen. Mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops konnten sie einzelne Atome auf einer Kupferoberfläche Nanometer-genau positionieren und fotografieren. Aus den so entstandenen rund 250 Einzelbildern entstand der Film "A Boy and his Atom" ("Ein Junge und sein Atom"), bei dem ein Junge mit einem Atom unter anderem Fangen spielt und auf einem Trampolin hüpft:

Bei dem Rastertunnelmikroskop bewegt sich eine Art superscharfer Nadel in einem Abstand von nur einem Nanometer (ein Millionstel Millimeter) über eine Oberfläche. Durch diese extreme Nähe übt die Nadelspitze eine Anziehungskraft auf Atome in der Oberfläche aus, die sich dadurch umpositionieren lassen.

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Das verwendete Rastertunnelmikroskop (RTM) im

IBM Research Lab in Almaden (Kalifornien) wiegt rund zwei Tonnen, wird bei einer Temperatur von 268 Grad Celsius betrieben und vergrößert um den Faktor 100 Millionen. Das RTM wurden im IBM-Labor Rüschlikon von den Physikern Gerd Binnig (Deutschland) und Heinrich Rohrer (Schweiz) entwickelt, die dafür 1986 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Der IBM-Film wurde vom Guinness Book of World Records bereits als der kleinste Film der Welt bestätigt und dieser Rekord dürfte lange Zeit Bestand haben: Aufgrund quantenmechanischer Effekte lasse sich das Prinzip der RTM-Manipulation nicht auf subatomare Teile anwenden, so IBM. "Diesen Film zu drehen, ist eine sehr unterhaltsame Form, um die Wunder der Welt auf atomarer Ebene mit anderen zu teilen", so Chefforscher Andreas Heinrich. Sogar ein Making Of ihres Nano-Films haben die IBM-Forscher erstellt:

Trotz aller Faszination ist der IBM-Film kein Selbstzweck, sondern dient der Weiterentwicklung von Elektronik, zum Beispiel Speichermedien. Die gleiche Forschergruppe, die nun den Film gedreht hat, konnte Anfang 2012 ermitteln, dass lediglich 12 Atome nötig sind, um ein Daten-Bit zu speichern: 12 Atome reichen für ein Bit. Zum Vergleich: In heutigen Festplatten wird rund eine Million Atome für ein Bit verwendet. Bei einer Kommerzialisierung der Datenspeicherung auf der Ebene weniger Atome könnten künftig alle jemals gedrehten filme auf ein Speichermedium von der Größe eines Daumennagels passen.

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