IBM 研究院的科学家们刚刚创造了一项吉尼斯世界纪录,拍摄了有史以来最小的电影:他们通过一次移动一个原子,在铜表面上制作了一部定格动画。影片讲述了一个名叫“原子”的小男孩与一个单独的原子成为朋友,然后一起跳舞、玩接球、在蹦床上跳跃的温馨故事。
为了制作这部242帧的电影,首席研究员 Andreas Heinrich 和他的团队使用了一台重达两吨的 扫描隧道显微镜,将其冷却到-450华氏度,将原子放大了1亿多倍。
扫描隧道显微镜并非光学显微镜。机械臂移动一个微小的针尖(其尖端只有一个原子),在铜表面以扫描模式移动,“就像老式的电视显像管一样,”Heinrich 解释说。针尖被编程为与表面保持一定距离,因此当它遇到一个原子时,它会抬起并形成图像中的一个隆起。要移动原子,研究人员会降低针尖,将其推或拉到铜表面上的新位置。
电影中每一个像滚珠轴承一样的点实际上都是由两个原子组成的,它们构成了单个的一氧化碳分子。它们周围出现的涟漪是由于自由漂浮的电子被困在超光滑的铜表面上造成的。“如果你通过移动原子来扰乱二维电子气体表面,你会看到涟漪,”Heinrich 说。“这些电子是自由的,就像气体中的原子一样,只是它们被困在表面上。”
《男孩与他的原子》的制作耗费了四名科学家轮班工作,历时10个18小时的工作日。最终,他们使用扫描隧道显微镜移动了大约10,000个原子。原子这个角色由大约120-130个原子构成。
去年,同一组IBM研究人员使用扫描隧道显微镜创造了世界上最小的存储单元,仅用12个原子就存储了数据。
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