Цела повеља у крвном зрнцету

Чувена "Изјава о независности" (Declaration of Independence) из 1776. године којом су утемељене САД стала је у бело крвно зрнце (пречник износи два до четири микрона или хиљадита дела милиметра).
И да изненађење буде веће: остало је слободног места!
Подвиг су извели хемичари са Калифорнијског универзитета у Лос Анђелесу, предвођени Фрејзером Стодартом, кога називају "чаробњаком за молекуле".
Истраживачки поступак је ових дана потанко описан у угледном научном часопису "Природа" (Nature).
Да избегнемо сваку забуну: стручњаци нису ништа утиснули у крвно зрнце, толико је, отприлике, велика меморијска јединица за чување података.
Рачунарским речником: сабили су 160.000 бајтова или 160 килобајта.

Уписивање је обављено по угледу на игру у којој се "нулама" и "иксевима" испуњавају квадратићи: у две изукрштане мреже, саткане од по 400 нити од силицијума и титанијума под правим углом, од којих је свака танка једва 16 нанометара. Између је слој у облику ђулета који служи као молекулски прекидач.

Људском оку недоступно

Ако призовемо у сећање мајушне мерне јединице, нанометар је милионити део милиметра – величина или размак недоступан људском оку. За упоређење: молекул ДНК има у пречнику два нанометра, а то је хиљаду пута уже од крвног зрнцета или, чак, десет хиљада пута од власи косе.

Добро дошли у лилипутанско царство, видљиво једино под великим увећањем електронског микроскопа.

Управо таквим величинама (а требало би рећи маленкостима) баратали су амерички истраживачи, откривајући нам куда се запутило тзв. молекуларно рачунарство. Један од изазова и циљева јесте да се саставе сићушни чипови невероватне густине (паковања) у које ће се учитавати и из којих ће се читати записи.

Према важећем начелу, пре више од четири деценије прозваном "Муров закон" (у славу једног од оснивача "Интела", Гордона Мура), рачунарски процесори или интегрисана кола сваке друге године удвостручују своју моћ складиштења. Другим речима, у том временском раздобљу да двоструко увећају властиту снагу обраде.

И неупућени су схватили после честих најава да ће за деценију и по или две, због ограничења изазваних неумитним законима физике, даље смањивање "дигиталних уписа" или уреза на силицијуму, од којег се израђују чипови, наићи на "последњи зид". Доскора су упућени предвиђали да ће непремостива граница искрснути крајем 2020, новији наговештаји је знатно приближују – већ 2013. године. Микроелектронска индустрија забасаће у ћорсокак из којег не може ни макац напред, уколико не испрти нову стазу.

Енциклопедија на чиоди

Задатак научника је да открију шта се крије иза "последњег зида". У свету су многе дружине темељно прионуле на посао, једна од тих је ова из Лос Анђелеса. Новоосмишљено меморијско коло, сачињено од биолошке твари, указало је на излаз. После 10-15 година неће наступити потпуни застој, појавиће се још мањи и још моћнији чипови.

Шта су то амерички научници извели?

Биолошки молекул ротаксан има обличје тега или ђулета, а одликује се својством да преласком из једног у друго своје стање (бистабилан), у ствари, складишти поруке. Слободно говорећи: понаша се као рачунаљка. Научници су наслагали око 300 молекула у танушном слоју, дебелом (или танком) колико и он сам, и укључивали га променом струјног напона.

Тако су уписивали или утискивали податке (битови) у сићушне жичице (наножице). При томе су постигли густину сабијања од сто милијарди битова на квадратни сантиметар (10¹¹), која је наговештена да ће бити у употреби 2020. године. Сећате се циља којем се тежи после пробијања "коначног зида"?

Молекул је, дакле, натеран да опонаша меморијску јединицу.

Али пре него што се овим поступком буду правили рачунарски чипови, ротаксан ће се, како се већ замишља, користити за уградњу у свакојака медицинска помагала, справе за надзирање кућа и направе које користе алтернативне енергетске изворе.

Још 1959. године нобеловац Ричард Фејнман пророковао је да ће једног дана цела "Британска енциклопедија" стати на врх чиоде. "Нисмо дотле стигли, али нисмо ни далеко", поручује Фрејзер Стодарт.

Излишно је рећи да је за ово истраживање и те како заинтересовано Министарство одбране САД које га је новчано помогло преко Агенције за напредне одбрамбене програме (DARPA).