 |
|
|
|
|
|
 |
 |
Neues aus der Welt der Wissenschaft |
|
|
|
|
|
|
Nano-Röhrchen mit Nano-Kügelchen gefüllt |
|
| | | Nano-Röhrchen aus Kohlenstoff sind bereits winzige Gebilde. Dennoch ist es Wiener Forschern gelungen, diese mit noch winzigeren Nano-Kügelchen zu füllen. Das könnte einer neuen Computer-Generation dienen. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Die Nano-Röhrchen haben dabei einen Durchmesser von einem Zehntausendstel eines menschlichen Haares - die Kügelchen sind noch kleiner. Der Versuch des Befüllens ist Wissenschaftlern um Hans Kuzmany vom Institut für Materialphysik der Uni Wien gelungen.
Dabei handelt es sich nicht etwa um einen Rekord-Versuch, sondern um einen viel versprechenden Ansatz zur Verwirklichung einer völlig neuen Computer-Generation.
|
|
|
|
|
|
Neue Technologie ist gefordert |
|
| |
Forscher gehen davon aus, dass die herkömmliche, auf Silizium basierende Computer-Technologie in absehbarer Zeit an natürliche Grenzen stoßen wird. Durch die zunehmende Verkleinerung der Bauteile werden so genannte Quanten-Effekte merkbar, welche die Sache empfindlich stören können.
Ein Ansatz ist daher, gleich einzelne Quanten, Atome oder auch Lichtteilchen, und deren Eigenschaften einzusetzen und daraus eine neue Technologie in Form eines Quanten-Computers zu kreieren.
Offen ist dabei bis heute, wie man Quanten manipuliert und Information speichert, um die nötigen Berechnungen anstellen zu können.
|
|
|
|
|
|
Kohlenstoff-Atome formen Röhrchen und Kügelchen |
|
| |
So genannte Fullerene sind die erst 1985 entdeckte dritte Erscheinungsform - neben Grafit und Diamant - des Kohlenstoffs.
Die einzelnen Kohlenstoff-Atome sind dabei netzartig angeordnet und können verschieden große Kügelchen wie auch Röhrchen formen.
Beim Ansatz der Wiener Forscher, die gemeinsam mit französischen und britischen Kollegen an einem EU-Projekt arbeiteten, funktionieren die aus Kohlenstoff bestehenden Nano-Gebilde gleichsam nur als Gerüst.
|
|
|
|
|
|
Kugeln in Röhren - auch "Erbsenschoten" genannt |
|
| |
Die Röhrchen sind 1,4 Nanometer breit (ein Nanometer ist der Millionste Teil eines Millimeters), sie werden mit ebenfalls aus Kohlenstoff bestehenden Kügelchen gefüllt.
Auf Grund dieser Anordnung - Kugeln in Röhren - werden die Gebilde auch Erbsenschoten oder peapods genannt, erklärte dazu Rudolf Pfeiffer vom Institut für Materialphysik gegenüber der APA.
Die Kügelchen tragen in ihrem Zentrum je ein Stickstoffteilchen als die eigentlichen Schaltelemente. Noch nicht möglich, aber erklärtes Ziel ist es, den Drehimpuls oder Spin jedes einzelnen Stickstoff-Teilchens manipulieren bzw. messen zu können.
Die mit tausenden Kügelchen gefüllten Röhrchen könnten dann zum Rechnen wie auch zum Speichern von Information verwendet werden.
|
|
|
|
|
|
Überlagerung von Zuständen |
|
| |
Das Besondere am Quantencomputer ist die so genannte Überlagerung von Zuständen. Das bedeutet, dass ein Teilchen nicht nur zwei Zustände annehmen kann, vergleichbar mit einem bit oder ja/nein beim herkömmlichen Computer. Vielmehr sind alle Zwischenstufen als Überlagerung möglich.
Im Fall des Stickstoffs wäre der Drehimpuls oder Spin der zu manipulierende Zustand. Dieser kann analog zu ja/nein up/down annehmen und - vor der Messung - alle Zwischenstufen.
|
|
|
|
|
|
Erbsenschoten verwandelten sich |
|
| |
Den Wissenschaftlern gelang es auch, die physikalischen Eigenschaften der Kohlenstoff-Gebilde zu verändern. Die Erbsenschoten verwandelten sich bei hohen Temperaturen so, dass sich aus den Kügelchen ein zweites Röhrchen bildete.
"Das Resultat war also ein exakt doppelwandiges Nano-Röhrchen", erklärte Kuzmany. Bei dem doppelwandigen Nano-Röhrchen konnten vergleichsweise starke Quanteneffekte beobachtet werden.
Da die Quanteneffekte der Nano-Welt sich so auswirken können, dass sie neuartige Materialeigenschaften in unserer Welt produzieren, werden sie von Physikern mit Vorliebe studiert.
[science.ORF.at/APA, 6.9.06]
|
|
|
01.01.2010 |
