IBM 科學家日前宣佈，他們採用宇宙中最小的元素之一--原子製作出世界上最小的電影。這部獲得吉尼斯認證的電影名為《A Boy and His Atom》，採用數千個精確放置的原子製作了近250幀的定格動畫動作。
IBM利用原子製作世界最小電影 媒體來源：新浪科技 《A Boy and His Atom》刻畫了一個名為Atom的角色將一個原子當成朋友，踏上了一段充滿樂趣的旅程，包括跳舞、玩接球遊戲和跳蹦床。影片配以了活潑的背景音樂，以一 種非研究的獨特方式，傳達科學概念，並展現了科學世界的魅力。
IBM研究院項目負責人安得利斯-海恩瑞希(Andreas Heinrich)說：「通過揮手，人們就可以製造原子的運動。而通過捕捉、定位和塑形原子，並在原子量級製作原創電影是一門嚴謹的科學，同時也是一種全 新的方法。IBM研究員並不僅僅是解析科學，而且親身實踐。該影片是分享原子級世界的有趣方式，向普通人展示了科學帶來的挑戰和樂趣。」
製作電影
為了製作電影，科學家們採用了IBM發明的掃瞄式隧道顯微鏡(Scanning Tunneling Microscope，STM)移動原子。IBM研究院研究科學家克里斯托弗-盧茨(Christopher Lutz)說：「這個曾經獲得諾貝爾獎的工具有史以來第一次使科學家能夠以單個原子的形式展現世界。這個設備重達兩噸，在零下268攝氏度下工作，並將原 子表面放大超過1億倍。精確控制溫度、壓力和震動的能力使我們的IBM研究院實驗室成為世界上為數不多的能夠如此精確地移動原子的地方之一。」
IBM研究員在一台標準計算機上採用遠程操作的方式，使用STM控制一個超鋒利的針頭沿著一個銅表面來「感覺」原子。針頭距表面僅有1納米，即一米的 十億分之一，可以真正地吸引表面的原子和分子，從而精確地將它們放入表面上的指定位置。移動的原子發出獨特的聲音，這是確定原子到底移動了多少個位置的關 鍵反饋信息。
在製作電影時，科學家們形成了單獨排列的原子的靜態圖像，共計242個單幀。
「收納」大數據的需求
製作世界上最小的電影對IBM來說並不是全新的創意。幾十年來，IBM研究院的科學家一直在納米級對材料進行研究，努力探索數據存儲等的極限。
隨著計算機電路向原子量級尺寸縮減，根據摩爾定律發展了幾十年之後，芯片設計人員採用傳統技術已經接近了物理極限。對於原子磁性和屬性的非常規方法的探索使IBM科學家能夠識別出全新的計算路徑。
借助工程數據存儲設備所用的最小物體單個原子，製作該影片的IBM研究員最近還創建了世界上最小的磁位。他們最先回答了可靠地存儲一位 (bit，比特)磁信息需要多少個原子的問題：12個。通過對比得知，在現代計算機或電子設備上存儲一位數據需要大約100萬個原子。如果這種原子級的存 儲技術實現商用，這種原子存儲器有朝一日能夠將有史以來所有的影片存儲在一個指甲蓋大小的設備中。
海恩瑞希(Heinrich)表示：「該研究指向全新的方向，即探索超越短期工程性解決方案的前瞻性命題。隨著數據的創建和消耗量日益增大，數據存儲 佔有的空間需要進一步縮小，一直縮減到原子級別。我們正利用這些技術提出新的計算架構，以及在製作本部電影時以替代方式存儲數據。」
相關背景： 電影製作背後的掃瞄式隧道顯微鏡
自從第一台顯微鏡被發明以來，世界各地的研究人員和科學家不斷尋找新的方式，力求進一步加深對於微觀世界的瞭解。1981 年，IBM 公司的兩位研究人員 Gerd Binnig 和 Heinrich Rohrer 發明了掃瞄式隧道顯微鏡 (STM)，開闢了微觀科學的新天地。
Binnig 和 Rohrer 前所未有的發明使科學家能夠觀察由分子和原子組成的世界。STM 在 1986年獲得了諾貝爾物理學獎，並且被廣泛認為是打開納米技術和在多個領域中廣泛探索的大門，包括電化學、半導體科學和分子生物學。諾貝爾獎委員會表 示，這項發明開闢了「物質結構研究……的新天地」。
STM 也可用於推拉每個原子，因此，這也標誌著人類第一次能夠處理如此之小的物體。
原子力顯微鏡 (AFM) 是 STM 的後代產品，由 Binnig 在 1986年開發出來，它通過對非導電材料進行成像而開闢了顯微鏡的全新應用領域。除了 AFM 之外，Binnig 和 Rohrer 的掃瞄式隧道顯微鏡還導致相關儀器和技術的出現，使我們觀察、探索和處理以前無法觀察到的表明和材料的能力發生了革命性變化。
(本文出自techbbs科技縱橫）
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