Inżynieria atomowa

Inżynierię atomową można uznać za nadzbiór inżynierii jądrowej , która jest gałęzią inżynierii, która ma na celu „ujarzmienie energii uwalnianej z reakcji jądrowych” poprzez „zastosowanie energii jądrowej w różnych ustawieniach, w tym w elektrowniach jądrowych, systemach napędowych łodzi podwodnych , medyczny sprzęt diagnostyczny, taki jak aparaty do rezonansu magnetycznego, produkcja żywności, broń jądrowa i składowiska odpadów radioaktywnych”.

Pochodzenie

termin „ inżynieria atomowa ” został po raz pierwszy użyty w 1946 roku przez Theodore von Kármán:

„A teraz wydaje się, że stoimy u progu nowej ery atomowej. Nie wiem, czy to prawda, ale z pewnością będziemy mieli „inżynierię atomową” w dziedzinie energii i transportu. Czy jesteśmy przygotowani na związane z tym problemy?”

Inżynieria atomowa może być nadzbiorem inżynierii jądrowej ze względu na historyczne użycie terminów takich jak Atomy dla Pokoju , Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej , „inżynier atomowy” itp. ^{[ potrzebne źródło ]} .

Obejmująca definicja brzmi: „wykorzystywanie atomowych cech materii do zastosowań inżynierskich ”. Na przykład zegar atomowy i potencjalne zastosowania ultrazimnego atomu należą do inżynierii atomowej. Atomowym charakterem może być spin atomowy (np. w magnetycznym rezonansie jądrowym i obliczeniach kwantowych ), położenie atomu (np. sieć optyczna ), masa atomowa (np. moc atomowa) itp. ^{[ Potrzebne źródło ]}

Stworzenie bomby atomowej przez Juliusa Roberta Oppenheimera, „ojca bomby atomowej”, opiera się na inżynierii atomowej. Oppenheimer był profesorem uniwersyteckim i fizykiem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. ^{[ potrzebne źródło ]}

Richard Feynman w swoim słynnym wykładzie z 1959 r. „ Na dnie jest dużo miejsca ” na temat tendencji do miniaturyzacji przewidywał:

„Ale nie boję się rozważyć ostatecznego pytania, czy ostatecznie – w wielkiej przyszłości – możemy ułożyć atomy tak, jak chcemy; same atomy, aż do samego dołu! Co by się stało, gdybyśmy mogli ułożyć atomy jeden po drugim tak, jak byśmy tego chcieli.… Kiedy docieramy do bardzo, bardzo małego świata – powiedzmy obwodów siedmiu atomów – mamy wiele nowych rzeczy, które mogą się wydarzyć, co oznacza zupełnie nowe możliwości projektowania. zachowują się jak nic na dużą skalę, ponieważ spełniają prawa mechaniki kwantowej. Tak więc, gdy schodzimy w dół i bawimy się atomami na dole, pracujemy z różnymi prawami i możemy spodziewać się różnych rzeczy. możemy wytwarzać na różne sposoby. Możemy używać nie tylko obwodów, ale jakiegoś systemu obejmującego skwantowane poziomy energii lub interakcje skwantowanych spinów itp.

Większość dzisiejszych praktyk nanotechnologii i materiałoznawstwa skupia się na innych niż ostateczna wizja Feynmana manipulowania pozycją i spinem poszczególnych atomów, co może być lepiej opisane przez „inżynierię atomową”, która odnosi się do charakterystycznych skal długości od 1 femtometru ( rozmiar jądra atomowego ) do 1 nanometra (około 5 atomów średnicy w wymiarze liniowym). Spójna kontrola kwantowa poszczególnych defektów atomowych, takich jak centrum wakansów azotu , a ostateczny „drukowanie atomów 3D” („drukowanie atomów 2D” zostało zrealizowane w 1990 roku przez IBM przy użyciu skaningowego mikroskopu tunelowego ) pasują do ostatecznej wizji Feynmana. ^{[ potrzebne źródło ]}