Ingeniería atómica - Atomic engineering
La ingeniería atómica puede considerarse un superconjunto de la ingeniería nuclear , que es la rama de la ingeniería que busca "aprovechar la energía liberada por las reacciones nucleares" mediante "la aplicación de la energía nuclear en una variedad de entornos, incluidas las centrales nucleares y los sistemas de propulsión submarina , equipos de diagnóstico médico como máquinas de resonancia magnética, producción de alimentos, armas nucleares e instalaciones de eliminación de desechos radiactivos ".
Origen
El término " ingeniería atómica " parece haber sido utilizado por primera vez en 1946 por Theodore von Kármán:
"Y ahora parece que estamos en el umbral de la nueva era atómica. No sé si esto es cierto o no, pero ciertamente, tendremos 'ingeniería atómica' en los campos de la energía y el transporte. ¿Estamos preparados para la problemas involucrados? "
La ingeniería atómica puede ser un superconjunto de la ingeniería nuclear , debido al uso histórico de términos como Átomos para la paz , Agencia Internacional de Energía Atómica , 'ingeniero atómico', etc.
Una definición inclusiva es: "explotar los caracteres atómicos de la materia para aplicaciones de ingeniería ". Por ejemplo, un reloj atómico y las aplicaciones potenciales del átomo ultrafrío pertenecen a la ingeniería atómica. El carácter atómico podría ser el espín atómico (por ejemplo, en aplicaciones de resonancia magnética nuclear y computación cuántica ), posición atómica (por ejemplo, red óptica ), masa atómica (por ejemplo, energía atómica), etc.
La creación de la bomba atómica por Julius Robert Oppenheimer, el "padre de la bomba atómica", se basa en la ingeniería atómica. Oppenheimer fue profesor universitario y físico en la Universidad de California, Berkeley.
Richard Feynman , en su famosa conferencia de 1959 " Hay mucho espacio en la parte inferior " sobre la tendencia de la miniaturización , imaginó:
"Pero no tengo miedo de considerar la cuestión final de si, en última instancia, en el gran futuro, podemos organizar los átomos de la manera que queramos; ¡los mismos átomos, hasta el final! ¿Qué pasaría si pudiéramos organizar los átomos? uno por uno, de la manera que los queremos ... Cuando llegamos al mundo muy, muy pequeño, digamos circuitos de siete átomos, tenemos muchas cosas nuevas que sucederían y que representan oportunidades completamente nuevas para el diseño. La escala se comporta como nada a gran escala, ya que satisface las leyes de la mecánica cuántica. Así que, a medida que bajamos y jugamos con los átomos, trabajamos con leyes diferentes y podemos esperar hacer cosas diferentes. podemos fabricar de diferentes maneras. Podemos usar, no solo circuitos, sino algún sistema que involucre los niveles de energía cuantificados, o las interacciones de espines cuantificados, etc. "
La mayoría de las prácticas de la nanotecnología y la ciencia de los materiales tienen focos distintos de la visión última de Feynman de manipular la posición atómica individual y el espín, que puede describirse mejor con la "ingeniería atómica", que aborda escalas de longitud características de 1 femtómetro (el tamaño del núcleo atómico ) a 1 nanómetro (alrededor de 5 átomos de ancho en dimensión lineal). El control cuántico coherente del defecto atómico individual como el centro de vacantes de nitrógeno y la eventual " impresión de átomos en 3D " ("impresión de átomos en 2D" fue realizada en 1990 por IBM usando un microscopio de efecto túnel ), se ajustan a la visión última de Feynman.