دنیای نانو، دنیای کوچولوها!

ایده اصلی نانوتکنولوژی متعلق به ریچارد فاینمن فیزیکدان معروف آمریکایی معاصر است. وقتی که وی برای اولین بار گفت که می‌توان تمام اطلاعات موجود در تمام کتابهای یک کتابخانه بزرگ را سر یک سوزن جای داد؛ بعضی‌ها خیلی حرف فاینمن را جدی نگرفتند. اما رفته رفته مردم منظور آن را فهمیدند! به طوریکه نانوتکنولوژی امروز حتی یکی از بزرگترین دغدغه های دولتهای جهان نیز هست.
شنبه، 10 مرداد 1388
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
دنیای نانو، دنیای کوچولوها!
دنیای نانو، دنیای کوچولوها!
دنیای نانو، دنیای کوچولوها!

نويسنده:بیتا شاه کرمی



ایده اصلی نانوتکنولوژی متعلق به ریچارد فاینمن فیزیکدان معروف آمریکایی معاصر است. وقتی که وی برای اولین بار گفت که می‌توان تمام اطلاعات موجود در تمام کتابهای یک کتابخانه بزرگ را سر یک سوزن جای داد؛ بعضی‌ها خیلی حرف فاینمن را جدی نگرفتند. اما رفته رفته مردم منظور آن را فهمیدند! به طوریکه نانوتکنولوژی امروز حتی یکی از بزرگترین دغدغه های دولتهای جهان نیز هست.
حالا می‌خواهیم حساب کنیم که اطلاعات کل کتابهای یک کتابخانه چقدر جا می‌گیرد.
بعضی از شما با سیستمهای ذخیره اطلاعات دودویی یا باینری آشنا هستید. در این سیستم تنها با صفر و یک کار داریم و هر چیزی را طبق قراردادی به مجموعه ای از این صفر و یک‌ها تبدیل می‌کنیم. مثلاً قرار می‌گذاریم به جای حرف A عبارت 0100 را قرار دهیم یا مثلاً به جای حرف B عبارت 1001 و الی آخر ... هر خانه فقط می‌تواند صفر یا یک باشد. اگر یک رشته 4 خانه ای داشته باشیم به اندازه 2*2*2*2 حالت داریم پس می‌توان 2*2*2*2 حرف یعنی 16 حرف را کد کرد.
تقریباً تعداد حروف انگلیسی 28 تا و با تعدادی علامت و کاراکترهای دیگر می‌توانیم با 8 خانه یعنی 32 حالت تمامی حروف استفاده شده در نوشته‌ها را کد کنیم. پس به جای هر یک حرف احتیاج به فضایی برای ذخیره 8 خانه که از صفر و یک تشکیل شده باشد، نیاز داریم.
اما نکته بسیار مهم همین است که ما چه چیزهایی نیاز داریم که تنها ویژگی آنها این باشد که 2 حالت داشته باشند نه به یک چیز پیچیده تر؛ که دستمان را خیلی باز می‌گذارد.
مثلا یک چراغ، روشن باشد یا خاموش ... یک دست ... یک دست چپ باشد یا راست... از هر چیزی برای ذخیره سازی می‌توان استفاده کرد. کوچکترین چیزی که می‌شناسید چیست؟ درست است اتم! کافی است اتم هایی داشته باشیم که دو حالت داشته باشند ... بعضی از شما می‌دانید که بعضی از اتمها ویژگی خاصی دارند به اسم " اسپین " که می‌تواند 2 حالت یا چند حالت داشته باشد اما دم دست ترین اتمها اتفاقاً اسپین 2 حالته دارند. اسپین بالا (up) و اسپین پایین (down) که به ترتیب با جهتهای مخصوصشان نشان داده می‌شوند. پس ما برای کد کردن یک حرف از الفبا به 8 تا اتم و تنها 8 اتم احتیاج داریم. حالا خیلی سریع حساب می‌کنیم:
تعداد کتابهای یک کتابخانه بزرگ تقریباً 100 هزار تاست. هر کتاب تقریباً 500 صفحه دارد هر صفحه تقریباً 20 سطر و هر سطر تقریباً 20 تا 30 کلمه و هر کلمه 4 تا پنج حرف دارد ... یک حساب سرانگشتی به ما می‌گوید تعداد کل حروف یک کتابخانه بزرگ برابر است با:
1010*15=5*30*20*500*100000
یعنی ما برای کد کردن این اطلاعات در سیستم دودویی یا صفر و یکی به 1010*15 اتم احتیاج داریم. یعنی ده هزار میلیون ضرب در پانزده! شاید به نظر خیلی زیاد باشد اما واقعاً این تعداد کم است. می‌دانید حجم این همه اتم چقدر است؟ راحت می‌شود حساب کرد.
عدد آدو گادرو چقدر بود؟ یادتان هست؟ تقریبا 1023 تا یعنی هر مول از یک اتم تقریباً 1023 تا اتم دارد اما هر مول می‌دانیم به اندازه جرم اتمی آن ماده جرم دارد یعنی مثلاً برای کربن هر 1023 تا اتم کربن حدود 6 گرم جرم دارد. ( جرم اتمی کربن برابر 6 هست. ) حجم 6 گرم ماده هم که راحت می‌شود حساب کرد. مثلاً اگر ماده آب باشد، هر 6 گرمش تقریباً 6 سانتی متر مربع حجم دارد برای بقیه مواد هم تقریباً همینطور است ... یادتان باشد این یک حساب سرانگشتی و تقریبی هست. خوب پس هر 1023 تا اتم تقریباً 6،7 سانتی متر مکعب حجم اشغال می‌کنند. حالا شما بگو اصلاً 10 سانتی متر مکعب. خوب ما چند تا اتم می‌خواستیم؟ 1010*15 تا اتم ... یعنی اتمهایی که حجمشان می‌شود:
(15*1010/1023)*10cm3=10-11cm3
یا حدود 8-10 میلی متر مکعب. یعنی فضایی با ابعاد تقریبی
3-10*3-10*2-10 میلی متر یعنی مثلاً یک مکعب که دو ضلع آن یک هزارم میلی متر و ضلع سوم یک صدم میلی متر باشد!
خیلی حجم کمی است. نه! اما شک نکنید. یک کتابخانه بزرگ تنها هیمن قدر اطلاعات در بر دارد. یک مکعب کوچولوی کوچولو...
منبع: بانک مقالات فارسی
/خ


تبلیغات در راسخون
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
زیست‌بوم پایداری و ریشه‌های هویت؛ واکاوی جامعه‌شناختی و راهبردی جایگاه روستا و عشایر در بازتولید حیات ملی
زیست‌بوم پایداری و ریشه‌های هویت؛ واکاوی جامعه‌شناختی و راهبردی جایگاه روستا و عشایر در بازتولید حیات ملی
معیارهای قرآنی برای اعتراضات مردمی (۵): حفظ امید و جلوگیری از یأس مؤمنان
معیارهای قرآنی برای اعتراضات مردمی (۵): حفظ امید و جلوگیری از یأس مؤمنان
چرا فاصله قیمت کارخانه و بازار خودرو دوباره افزایش یافته است؟
چرا فاصله قیمت کارخانه و بازار خودرو دوباره افزایش یافته است؟
چگونه حافظه گوشی را خالی کنیم؟ روش‌های ساده برای افزایش فضای ذخیره‌سازی
چگونه حافظه گوشی را خالی کنیم؟ روش‌های ساده برای افزایش فضای ذخیره‌سازی
نماز؛ اکسیر فلاح و رستگاری و رکن حیات طیّبه
نماز؛ اکسیر فلاح و رستگاری و رکن حیات طیّبه
معیارهای قرآنی برای اعتراضات مردمی (۴): عدم اطاعت از کفار و منافقان
معیارهای قرآنی برای اعتراضات مردمی (۴): عدم اطاعت از کفار و منافقان
نماز؛ ستون تمدن اسلامی: خوانش راهبردی پیام رهبر انقلاب به اجلاس سراسری نماز ۱۴۰۵
نماز؛ ستون تمدن اسلامی: خوانش راهبردی پیام رهبر انقلاب به اجلاس سراسری نماز ۱۴۰۵
آرامش از درون؛ نقش معنویت در سلامت روان و سبک زندگی مؤمنانه
آرامش از درون؛ نقش معنویت در سلامت روان و سبک زندگی مؤمنانه
خانه؛ نخستین مدرسه ایمان
خانه؛ نخستین مدرسه ایمان
بهترین روش نگهداری از لبو در یخچال و فریزر
بهترین روش نگهداری از لبو در یخچال و فریزر
طلایه‌داران تمدن نوین؛ واکاوی مسئولیت‌های نخبگان در هندسه‌ قدرت و پیشرفت ایران اسلامی
طلایه‌داران تمدن نوین؛ واکاوی مسئولیت‌های نخبگان در هندسه‌ قدرت و پیشرفت ایران اسلامی
قناعت؛ هنر خوب زیستن در دنیای مصرف‌زده
قناعت؛ هنر خوب زیستن در دنیای مصرف‌زده
ایمان در جهان آنلاین؛ سبک زندگی مؤمنانه میان فرصت‌ها و چالش‌های فضای مجازی
ایمان در جهان آنلاین؛ سبک زندگی مؤمنانه میان فرصت‌ها و چالش‌های فضای مجازی
نقد و پاسخ به شبهه‌ی منسوب به گاندی درباره‌ی دعوت به بهشت
نقد و پاسخ به شبهه‌ی منسوب به گاندی درباره‌ی دعوت به بهشت
منزلت و تکریم سالمندان؛ واکاوی ابعاد جمعیتی، اخلاق مراقبت و مسئولیت‌های فردی و حاکمیتی
منزلت و تکریم سالمندان؛ واکاوی ابعاد جمعیتی، اخلاق مراقبت و مسئولیت‌های فردی و حاکمیتی