(Phys.org) - Forskare från IBM presenterade idag världens minsta film, gjord med ett av de minsta elementen i universum:atomer. Heter "en pojke och hans atom" "Guinness World Records -verifierade film använde tusentals exakt placerade atomer för att skapa nästan 250 bildrutor med stop -motion -action.

"En pojke och hans atom" skildrar en karaktär som heter Atom som blir vän med en enda atom och går på en lekfull resa som inkluderar dans, spela fångst och studsa på en studsmatta. Ställ in på ett lekfullt musikaliskt spår, filmen representerar ett unikt sätt att förmedla vetenskap utanför forskarsamhället.

"Fångande, positionering och formning av atomer för att skapa en originalfilm på atomnivå är en exakt vetenskap och helt ny, "sa Andreas Heinrich, Principal utredare, IBM Research. "På IBM, forskare läser inte bara om vetenskap, vi gör det. Den här filmen är ett roligt sätt att dela atomvärlden samtidigt som du öppnar en dialog med studenter och andra om de nya gränserna för matte och vetenskap.

Att göra filmen

För att göra filmen, atomerna flyttades med ett IBM-uppfunnet skanningstunnelmikroskop. "Detta Nobelprisvinnande verktyg var den första enheten som gjorde det möjligt för forskare att visualisera världen ända ner till enstaka atomer, "sa Christopher Lutz, Forskare, IBM Research. "Den väger två ton, arbetar vid en temperatur på minus 268 grader Celsius och förstorar atomytan över 100 miljoner gånger. Möjligheten att kontrollera temperaturen, tryck och vibrationer på exakta nivåer gör vårt IBM Research -laboratorium till ett av få platser i världen där atomer kan flyttas med sådan precision. "

Fjärrstyrd på en vanlig dator, IBM-forskare använde mikroskopet för att styra en superskarp nål längs en kopparyta för att "känna" atomer. Bara 1 nanometer från ytan, som är en miljarddels meter på avstånd, nålen kan fysiskt locka till sig atomer och molekyler på ytan och därmed dra dem till en exakt specificerad plats på ytan. Den rörliga atomen ger ett unikt ljud som är kritisk återkoppling för att bestämma hur många positioner den faktiskt flyttas.

När filmen skapades, forskarna återgav stillbilder av de individuellt arrangerade atomerna, vilket resulterar i 242 enstaka bilder.

Behovet att krympa stora data

Att utveckla världens minsta film är inte en helt ny grund för IBM. I årtionden, forskare vid IBM Research har studerat material på nanoskala för att utforska gränserna för datalagring, bland annat.

När datorkretsar krymper mot atomdimensioner - vilket de har i decennier i enlighet med Moores lag - stöter chipdesigners på fysiska begränsningar med traditionella tekniker. Utforskningen av okonventionella magnetismmetoder och egenskaper hos atomer på välkontrollerade ytor gör att IBM-forskare kan identifiera helt nya datorvägar.

Genom att använda det minsta objektet som finns tillgängligt för konstruktion av datalagringsenheter - enstaka atomer - skapade samma team av IBM -forskare som gjorde den här filmen nyligen världens minsta magnetbit. De var de första som svarade på frågan om hur många atomer som krävs för att på ett tillförlitligt sätt lagra en bit magnetisk information:12. Som jämförelse, det tar ungefär 1 miljon atomer att lagra lite data på en modern dator eller elektronisk enhet. Om det kommersialiseras, detta atomminne skulle en dag kunna lagra alla filmer som någonsin gjorts i en enhet som är stor som en nagel.

"Forskning innebär att ställa frågor utöver de som krävs för att hitta bra kortsiktiga tekniska lösningar på problem. I takt med att dataskapande och konsumtion fortsätter att bli större, datalagring måste bli mindre, ända ner till atomnivån, "fortsatte Heinrich." Vi tillämpar samma tekniker som används för att ta fram nya datorarkitekturer och alternativa sätt att lagra data för att göra den här filmen. "

I företagets 101 -åriga historia, IBM har investerat i vetenskaplig forskning för att forma datorns framtid.