Αυτό το άρθρο είναι το πέμπτο σε α σειρά δοκιμίων γραμμένο από μαύρους φυσικούς και συν-δημοσιεύτηκε με Φυσική σήμερα ως μέρος του #BlackInPhysics εβδομάδα 2022, αν συμβάν αφιερωμένο στον εορτασμό των Μαύρων φυσικών και τη συνεισφορά τους στην επιστημονική κοινότητα και στην αποκάλυψη μιας πιο ολοκληρωμένης εικόνας του πώς μοιάζει ένας φυσικός. Το φετινό θέμα είναι «χαρά στην ποικιλόμορφη μαύρη κοινότητα».
Ως παιδί, μου άρεσαν τα σχέδια από τελεία σε τελεία. Ποτέ δεν θεώρησα τον εαυτό μου καλλιτεχνικό, αλλά μου άρεσε το γεγονός ότι αν ακολουθούσα τους αριθμούς και συνέδεα τις τελείες, η «μεγάλη εικόνα» θα αποκαλυπτόταν τελικά. Αυτό ήταν πολύ ικανοποιητικό για μένα. Από πολλές απόψεις, ήταν σαν μια ανακάλυψη.
Στην επιστήμη, είναι συχνά η μεγάλη εικόνα που αρχικά παρατηρούμε, και αυτό συνήθως οδηγεί σε διερευνητικά ερωτήματα σχετικά με την προέλευση, τη μορφή και τη φύση της, ψάχνοντας όλο και βαθύτερα μέχρι να συμπεράνουμε τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία που αποτελούν τη μεγάλη εικόνα. Είναι σχεδόν σαν το αντίστροφο ενός πολύ εξελιγμένου σχεδίου από τελεία σε τελεία. Σε αυτό το θεμελιώδες επίπεδο, τα δομικά στοιχεία (ή τα στοιχειώδη σωματίδια) βρίσκονται συχνά στον κβαντικό κόσμο, και η κβαντική θεωρία ήταν αυτή που ώθησε το ταξίδι μου στη φυσική.
Ως προπτυχιακός σπουδαστής χημείας, με γοήτευσε η φασματοσκοπία – μια τεχνική που χρησιμοποιεί το φως για να ανιχνεύσει, να χαρακτηρίσει και να ποσοτικοποιήσει διαφορετικούς τύπους ύλης (στερεά, υγρά ή αέρια). Μου έκανε εντύπωση το γεγονός ότι αυτή η τεχνική μπορούσε να λάβει «αόρατο» φως (για παράδειγμα, υπεριώδες ή υπέρυθρο φως) και να το χρησιμοποιήσει για να ανιχνεύσει τον «αόρατο» αέρα, ανιχνεύοντας με ακρίβεια αόρατα ίχνη σωματιδίων αερίου όπως μονοξείδιο του άνθρακα ή διοξείδιο του θείου. Μέσω φασματοσκοπίας, αυτά τα ίχνη αέρια γίνονται «ορατά» και εμφανίζονται με τη μορφή κορυφών φασματικής απορρόφησης σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, παρέχοντας έτσι ένα μοναδικό φασματικό αποτύπωμα για κάθε αέριο. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό των τύπων αερίων που υπάρχουν και την αφθονία τους.
Όσο περισσότερο ρωτούσα, «Πώς θα μπορούσε να είναι αυτό;» τόσο περισσότερο έλκομαι προς τη θεμελιώδη φυσική. Η ιδέα να κάνω το αόρατο ορατό μου έμεινε από τότε. Είναι εκπληκτικό να πιστεύουμε ότι οι αρχές της κβαντικής μηχανικής στηρίζουν αυτήν την ισχυρή τεχνική. Όχι μόνο αυτό, αλλά η κβαντική θεωρία γενικότερα δημιουργεί πολλές άλλες τεχνολογίες όπως τα λέιζερ, οι ημιαγωγοί, η μαγνητική τομογραφία, το GPS, η ηλεκτρονική μικροσκοπία, η κρυπτογραφία και ο κβαντικός υπολογισμός για να αναφέρουμε μόνο μερικές.
Τεχνολογία QDot
Μια πιο πρόσφατη εξέλιξη στην κβαντική μηχανική είναι η άνοδος της τεχνολογίας της κβαντικής κουκκίδας (QDot). Το QDot είναι ένα ημιαγώγιμο σωματίδιο με οπτικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες που διέπονται από τους κανόνες της κβαντικής μηχανικής λόγω του μεγέθους τους μόλις λίγων νανόμετρων – περίπου 10,000 φορές μικρότερο από το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας. Αυτά τα νανοσωματίδια εκπέμπουν φως συγκεκριμένου μήκους κύματος όταν ένα μπλε LED ανάβει πάνω τους. Το μήκος κύματος που εκπέμπεται εξαρτάται από το μέγεθος του νανοσωματιδίου και καθορίζει το χρώμα που παρατηρείται.
Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η τεχνολογία QDot έχει βρει το δρόμο της σε οθόνες επίπεδης οθόνης για σύγχρονες τηλεοράσεις, λόγω του υψηλού κορεσμού χρωμάτων που μπορεί να επιτευχθεί σε ένα στενό εύρος ζώνης. Επιπλέον, καθώς τα QDots μπορούν να ρυθμιστούν σε ένα καθορισμένο μέγεθος για να απελευθερώσουν συγκεκριμένα μήκη κύματος, μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε για να επιτύχουμε υψηλή απόδοση χρωμάτων και συνολικά καλύτερη παραγωγή χρώματος. Κάθε τηλεόραση QDot περιέχει συνήθως δισεκατομμύρια κβαντικές κουκκίδες που αποτελούν τελικά τη μεγάλη εικόνα.
Συνδέοντας τις τελείες
Ως Μαύρος φυσικός στην αρχή της καριέρας μου και γιος Τζαμαϊκανών γονέων που ζούσαν στο Ηνωμένο Βασίλειο, ένιωθα πολύ σαν να ήμουν μια κβαντική κουκκίδα – μια κβαντική μαύρη κουκκίδα (QBD), αν θέλετε. Στον ερευνητικό μου τομέα, ήταν σπάνιο για κάποιον που έμοιαζε με εμένα να βρίσκεται στο ίδιο σεμινάριο, συνέδριο ή ακόμα και στον ίδιο τομέα. Σε ένα φόντο μπλε φωτός, έπρεπε να βρω έναν τρόπο να ακτινοβολώ σε διαφορετικά μήκη κύματος, ενώ γνώριζα ότι οι πραγματικές δυνάμεις των QBD αξιοποιούνται όταν συνδέονται και λειτουργούν συλλογικά. Σε αυτή την προσπάθεια, είχα την τύχη να ανακαλύψω και τελικά να γνωρίσω πολλούς εξέχοντες Αφροαμερικανούς φυσικούς, κάποιους ενώ επισκέφτηκαν το Ηνωμένο Βασίλειο, άλλους ενώ επισκέφτηκα τις ΗΠΑ. Ενημερώθηκα επίσης και τελικά παρακολούθησα ένα συνέδριο μαύρων φυσικών στις ΗΠΑ, καθώς και τη σύνδεση με επιστήμονες από την Αφρική και την Καραϊβική. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις βοήθησαν στην ενίσχυση της πεποίθησής μου ότι από παγκόσμια προοπτική, υπήρχαν πολλά QBD όπως εγώ.
Οι σκέψεις μου σύντομα στράφηκαν στις μελλοντικές γενιές στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ήθελα η κατάσταση να είναι διαφορετική γι' αυτούς, γι' αυτό ασχολήθηκα έντονα με τα σχολεία και δημιούργησα πολλές πρωτοβουλίες προσέγγισης των νέων, προσπαθώντας να κάνω ό,τι μπορούσα για να αλλάξω το τοπίο τους για το μέλλον. Ασχολήθηκα επίσης με τους λίγους Μαύρους προπτυχιακούς στο τμήμα μου, ενθαρρύνοντάς τους να βοηθήσουν σε τέτοιες προσπάθειες. Ήταν ευχάριστο να γνωρίζουμε ότι ήταν, κατά κύριο λόγο, πλήρως ενωμένοι. Οι περισσότεροι παρέμειναν συνδεδεμένοι μετά την αποφοίτησή τους και, χρόνο με το χρόνο, η ομάδα αυξανόταν σε αριθμό μέχρι να φτάσει σε μια κρίσιμη μάζα. Μια μοναδική ταυτότητα αναδυόταν για τους φιλόδοξους νέους μαύρους με πάθος για τη φυσική και για θετική αλλαγή στην κοινότητά τους.
Επιδίωξη της χαράς σε έναν εξωγήινο κόσμο
Η προσπάθεια αυτή κορυφώθηκε με τη διαμόρφωση του Η οικογένεια Blackett Lab – το πρώτο εθνικό δίκτυο μαύρων φυσικών του Ηνωμένου Βασιλείου – το 2020. Η ομάδα έχει πλέον ορατότητα και έχει γίνει η φωνή των Μαύρων φυσικών στο Ηνωμένο Βασίλειο. Επιπλέον, παρέχει ένα προσβάσιμο μέσο υποστήριξης σε οποιονδήποτε επιδιώκει τη φυσική ή συναφείς τομείς από το γυμνάσιο έως το επίπεδο καθηγητή. Πιο πρόσφατα, η οικογένεια Blackett Lab έλαβε χρηματοδότηση για να συνδέσει Αφροαμερικανούς φυσικούς με Μαύρους φυσικούς που εδρεύουν στο Ηνωμένο Βασίλειο μέσω μιας σειράς ομιλητών στο Ηνωμένο Βασίλειο, καθώς και αποστολή βρετανικής αντιπροσωπείας σε συνέδρια στις ΗΠΑ, ενισχύοντας περαιτέρω την παγκόσμια κοινότητα μαύρων φυσικών . Τέτοια συναρπαστικά προγράμματα είναι δυνατά μόνο επειδή τα QBD σε όλο το Ηνωμένο Βασίλειο είναι συνδεδεμένα και μπορούν να δράσουν συλλογικά.
Όταν σκέφτομαι τη μέχρι τώρα καριέρα μου, ήταν πράγματι μια περίπτωση σύνδεσης QBD με διάφορους τρόπους στο χρόνο και στο χώρο. Συχνά, οι συνδέσεις QBD φέρνουν μια βαθύτερη χαρά και εμπλουτισμό στη συνολική πειθαρχία και ενισχύουν περαιτέρω αυτή τη ζωτική αίσθηση του ανήκειν. Από πολλές απόψεις, αν και εξακολουθώ να είμαι QBD, ξέρω τώρα ότι ανήκω σε μια πολύ μεγαλύτερη εθνική και παγκόσμια κοινότητα φυσικών από όλη την παναφρικανική διασπορά. Όσο περισσότερο συνεχίζουμε να συνδέουμε, να αντιπροσωπεύουμε και να εμπνέουμε, τόσο περισσότερο θα αναδιαμορφώνουμε, θα οξύνουμε και θα εμπλουτίζουμε την εικόνα της μεγάλης εικόνας, δείχνοντας ποιοι είναι οι φυσικοί και τι κάνουμε.
