Cientistas da IBM acabam de anunciar mais uma importante conquista: produziram o menor filme do mundo, feito a partir da manipulação de um dos menores elementos do universo: átomos. Com o nome “Um garoto e seu átomo”, o filme usou milhares de átomos posicionados precisamente para criar quase 250 quadros de ação em stop-motion e já ganhou registro no Guinness Book como o Menor Filme em Stop-Motion do Mundo. “Um garoto e seu átomo” mostra um menino que faz amizade com um único átomo e embarca em uma jornada lúdica que inclui dançar, jogar e trazer objetos e pular em um trampolim. Com uma trilha sonora alegre, o filme representa uma nova forma de transmitir avanços na ciência fora da comunidade de pesquisa.
“Mover átomos é uma coisa: você pode fazer isso com um gesto, simplesmente. Já capturar, posicionar e moldar átomos para criar um filme original em nível atômico é uma ciência precisa e completamente nova,” afirma Fábio Gandour, cientista-chefe do Laboratório de Pesquisas da IBM Brasil. “Na IBM, os pesquisadores não apenas leem sobre ciência, eles praticam ciência e inovação todos os dias, é parte do ‘job description’ deles. Esse filme é uma forma divertida de compartilhar o mundo em escala atômica e mostrar às pessoas comuns o grande avanço que há por trás da manipulação de átomos. Para ser visto em filme, a imagem foi ampliada em cem milhões de vezes”, ressalta.
Criando o Filme
Para fazer o filme, os átomos foram movidos usando um microscópio de força atômica com varredura, uma evolução do microscópio de tunelamento. Inventado pela IBM, essa ferramenta ganhadora do prêmio Nobel foi o primeiro dispositivo que permitiu aos cientistas visualizar o mundo na escala de átomos individuais. “O microscópio pesa duas toneladas, opera a uma temperatura de 268 graus Celsius negativos e amplia a superfície atômica em mais de 100 milhões de vezes. A capacidade de controlar a temperatura, pressão e vibrações em níveis exatos torna o nosso laboratório de Pesquisa IBM um dos poucos lugares do mundo onde átomos podem ser movidos com tal precisão”, destaca o cientista-chefe da IBM Brasil.
Operando remotamente o aparelho por um computador comum, os pesquisadores usaram o microscópio para controlar uma agulha extremamente afiada ao longo de uma superfície de cobre para “sentir” os átomos. A apenas um nanômetro de distância da superfície – o equivalente a um bilionésimo de um metro em extensão – a agulha pode fisicamente atrair átomos e moléculas e movê-los para uma localização precisamente especificada nesta superfície. O átomo em movimento faz um som diferente, o que constitui uma informação essencial para determinar o quanto ele efetivamente foi movido. Conforme o filme era sendo criado, os cientistas processaram imagens estáticas dos átomos individualmente organizados, o que resultou em 242 quadros diferentes.
A necessidade de encolher grandes volumes de dados
Desenvolver o menor filme do mundo não é algo totalmente novo para a IBM. Há décadas, cientistas dos Laboratórios de Pesquisa da IBM pelo mundo estudam materiais em nanoescala para explorar diversos limites, como o de armazenamento de dados, por exemplo.
Conforme circuitos de computador são reduzidos em direção a dimensões atômicas – uma tendência de décadas de acordo com a Lei de Moore –, designers de chips esbarram em limitações físicas ao utilizar técnicas tradicionais. A utilização de métodos não convencionais de magnetismo e as propriedades dos átomos em superfícies altamente controladas permitem aos cientistas da IBM identificar caminhos de computação totalmente novos.
Usando o menor objeto disponível para a engenharia de dispositivos de armazenamento de dados – átomos individuais – a mesma equipe de pesquisadores IBM que criou esse filme também criou recentemente o menor bit magnético do mundo. Eles conseguiram responder à pergunta: “Quantos átomos são necessários para armazenar de forma confiável um bit de informação magnética”: 12. Para comparação, são necessários aproximadamente 1 milhão de átomos para armazenar um bit de dados em um dispositivo eletrônico ou computador moderno. Caso comercializada, essa memória atômica poderia um dia armazenar todos os filmes jamais feitos em um dispositivo do tamanho de uma unha.
“Pesquisar significa fazer perguntas além daquelas necessárias para encontrar boas soluções rápidas para problemas de engenharia. Conforme a criação e o consumo de dados continuam a crescer, o armazenamento de dados precisa diminuir de tamanho, até chegar ao nível atômico” diz Fábio Gandour. “Para criar esse filme, aplicamos as mesmas técnicas usadas para inventar novas arquiteturas de computação e formas alternativas de armazenar dados”.
