نوشتن به وسیله اتم‌ها

اكنون بشر می‌تواند با اتم‌ها بازی كند. آن‌ها را یك به یك بگیرد و وادارشان سازد كه به شكل حروف و واژه‌ها در آیند. در آوریل سال 1990، دو دانشمند شركت آی.بی.ام. به نام‌های دانلد م. ایگلر و ارهارد ك.شوایزر، چنین كاری را گزارش دادند. آنان به كمك اتم‌ها واژه‌ی I.B.M را نوشتند.
آگاهی ما درباره‌ی اتم‌ها امر كاملاً جدیدی است. برخی از فیلسوفان یونان باستان گفتند كل ماده از اتم‌های بی‌نهایت ریز تشكیل یافته است، اما هیچ گواهی برای این فرضیه نداشتند.
در سال 1803، جان دالتن شمیدان انگلیسی نشان داد كه اگر ماده از اتم‌های ریز تشكیل شده باشد، می‌توان توضیح داد چگونه عناصر مواد مركب را می‌سازند. این "نظریه جدید اتمی" نام گرفت و در سراسر قرن نوزدهم، دانشمندان اتم‌ها را برای تبیین علت هر چیزی كه در لوله‌ی آزمایش رخ می‌داد، به كار می‌گرفتند.
با این همه، اگر اتم‌ها وجود داشتند، آن قدر كوچك بودند كه نمی‌شد آن‌ها را مشاهده كرد. حتی بهترین میكروسكوپ قرن نوزدهم نمی‌توانست آن‌ها را نشان دهد، چون امواج نور چنان بزرگ بود كه از روی اتم‌ها به سرعت عبور می‌كرد و اتم ها را نشان نمی‌داد.
از این رو برخی از شیمیدانان اصرار می‌ورزیدند كه گرچه اتم مفهوم سودمندی است، اما بدان معنا نیست كه حتماً وجود دارد. به هر حال، این مفهوم لااقل به این درك كمك می‌كرد كه یك اسكناس یك دلاری ظاهراً از ده سكه ده سنتی یا چهار سكه 25 سنتی تشكیل یافته است. این سیستم، خرد كردن پول را تبیین می‌كند، اما معنایش این نیست كه اگر یك اسكناس یك دلاری را پاره كنید، سكه‌ها را در آن خواهید یافت.
در سال 1905، آلبرت آینشتاین معادله‌ای طرح كرد تا نشان دهد كه چگونه اتم‌ها (در صورت وجود داشتن) ذرات ریز در محلول را بمباران می‌كنند و باعث حركت نامنظم آن‌ها می‌شوند. در سال 1913، یك دانشمند فرانسوی به نام ژان ب. پرن، با بهره گیری از آن معادله حساب كرد كه چگونه اتم‌های بزرگ بایستی حركت ذرات محلولی را بدان سان كه مشاهده می‌كنیم، ایجاد كنند. معلوم شد كه اتم‌های بزرگ قطری در حدود 125 میلیونیم سانتیمتر را دارند. این واقعیت كه ذرات كوچك در محلول دقیقاً بدان سان حركت می‌كردند كه گویی اتم‌ها با آن‌ها برخورد می‌كنند، سرانجام همه را متقاعد كرد كه اتم وجود دارد.
در سال 1895، پرتوهای ایكس كشف شدند. این پرتوها شبیه امواج نوری بودند، اما خیلی كوچكتر از آن‌ها. پرتوهای ایكس آن‌قدر كوچك بودند كه می‌توانستند اتم‌ها را آشكار كنند، اما قدرت آن‌ها برای این كار بیش از حد بود. این پرتوها به جای منعكس شدن، از میان ماده عبور می‌كردند. همچنین پرتوهای ایكس را نمی‌شد به آسانی متمركز یا (كانون بندی) كرد.
الكترون به سال 1896 كشف شد و در سال 1923 یك دانشمند امریكایی به نام ارثره. كامپتن نشان داد كه الكترون ار امواجی تركیب یافته كه حدوداً به همان بزرگی امواج پرتوهای ایكس است. ولی، الكترون‌ها را می‌شد به سهولت متمركز كرد و نیز الكترون‌ها می‌توانستند از روی ماده بازتاب یابند. در نتیجه میكروسكوپ‌های الكترونی ساخته شدند كه قدرتشان بیشتر از میكروسك.پ‌های نوری معمولی بود.
نخستین میكروسكوپ الكترونی زمخت در 1932 توسط یك مهندس آلمانی به نام ارنست روسكا ساخته شد. روسكا به همین دلیل در سال 1986 جایزه نوبل را برد.
طی سال‌ها، میكروسكوپ‌های الكترونی پیشرفته‌تر و قدرتمندتر شدند. تازه‌ترین موفقیت در سال 1985 بود كه دو دانشمند آی.بی.ام. به نام‌های گرت بینگ و هاینریش روهرو، میكروسكوپ "S.T.M" را اختراع كردند. این دو دانشمند نیز در سال 1986 جایزه نوبل دریافت كردند.
این میكروسكوپ جدید از سوزن تنگستن نازگی بهره می‌گیرد كه تقریباً در تماس با سطح شیء مورد تحقیق قرار می‌گیرد. یك جریان ضعیف برق الكترئن‌ها را به خارج از سوزن پرتاب می‌كند و بر سطح جست و خیز می‌كند و موقعیت اتم‌های سازنده را نشان می‌دهد. انسان هر اتم را مانند كره‌ی ریز و بی‌شكل می‌بیند.
بین اتم‌های سطح و سوزن تنسكتن كشش جزئی وجود دارد كه فقط تا چند اتم عمیق‌تر از سطح را در بر می‌گیرد. اگر سوزن با دقت تنظیم شود، می‌تواند اتم معینی را دورتر از سطح براند.
این عمل به كمك اتم‌های گزنون بهتر انجام می‌پذیرد. اتم‌های گزنون در زمره‌ی بزرگ‌ترین اتم‌ها به شمار می‌آیند كه خیلی محكم به هم چسبیده نشده‌اند.اتم‌های گزنون را روی سطحی نیكلی می‌پاشند. معمئلاً این اتم‌ها در آنجا نمی‌مانند، اما اگر سطح نیكلی و اتم‌های گزنون تقریباً تا صفر درجه مطلق سرد شوند، اتم‌های گزنون آن قدر انرژی اندكی پیدا می‌كنند كه روی سطح می‌مانند.
سژس سوزن تنگستن اتم‌های گزنون را یك به یك می‌راند و به جای متفاوتی در سطح منتقل می‌كند و سوزن به عقب كشیده می‌شود. اتم‌های گزنون در محل جدید باقی نمی‌مانند. اتم گزنون دیگری به داخل آورده می‌شود و باز هم اتم دیگری، و هر اتم در محل خاصی قرار می‌گیرد و وقتی این كار پایان یافت، 35 اتم به وضوح واژه I.B.M. را تشكیل می‌دهند.
این نم.نه‌ای شگفت آور از تكنیك علمی ظزیفی است. اما آیا فایده‌ای هم دارد؟ هم اكنون كاربردی ندارد. گرچه شاید در آینده امكانپذیر باشد كه با بهره گیری از این روش اتم‌های منفرد را به صورتی ترتیب داد كه تركیبات مخصوصی از اتم‌ها (یعنی مولكول‌ها) را تشكیل دهند، موادی كه نمی‌توان با وسایل معمولی شیمیایی ساخت.
افزون بر این، امكان دارد ریزتراشه‌هایی را كه در كامپیوترهای جدید و سایر لوازم الكترونیكی ما به كار می‌روند، روزی بتوان به كمك اتم‌های منفرد وبه دقت جاگذاری شده ساخت.
این بدان معناست كه ریز تراشه‌ها باید بیش ار پیش ریزتر شوند. كامپیوترهای كوچكی خواهیم داشت كه كارهای زیادی را در مدت زمانی كوتاه انجام خواهند داد و شاید حتی طوری ساخته شوند كه ار لحاظ پیچیدگی با مغز انسان رقابت كنند. چنین روزی خواهد آمد.