See artikkel on viies a esseede sari kirjutasid mustanahalised füüsikud ja avaldati koos Füüsika täna osana #BlackInPhysics nädal 2022, an sündmus pühendatud mustanahaliste füüsikute ja nende panuse tunnustamisele teadusringkondades ning täielikuma pildi paljastamisele sellest, milline füüsik välja näeb. Selle aasta teema on "rõõm mitmekesises mustanahalises kogukonnas".
Lapsena meeldisid mulle punkt-punkti joonistused. Ma ei pidanud end kunagi päris kunstiliseks, kuid nautisin seda, et kui järgida numbreid ja ühendada punktid, siis lõpuks ilmneb "suur pilt". See oli mulle väga rahuldust pakkuv. Paljuski tundus see avastusena.
Teaduses on see sageli suur pilt, mida me alguses jälgime, ja see viib tavaliselt selle päritolu, vormi ja olemuse uurivate küsimusteni, süvenedes üha sügavamale, kuni tuletame välja põhilised ehitusplokid, millest suur pilt koosneb. See on peaaegu nagu väga keeruka punktist punktini joonise tagurpidi. Sellel fundamentaalsel tasandil asuvad ehitusplokid (või elementaarosakesed) sageli kvantmaailmas ja just kvantteooria ajendas minu teekonda füüsikasse.
Keemiat õppiva üliõpilasena võlus mind spektroskoopia – tehnika, mis kasutab valgust erinevat tüüpi ainete (tahked, vedelikud või gaasid) sondeerimiseks, iseloomustamiseks ja kvantifitseerimiseks. Mind üllatas tõsiasi, et see tehnika võib võtta "nähtamatut" valgust (näiteks ultraviolett- või infrapunavalgust) ja kasutada seda "nähtamatu" õhu uurimiseks, tuvastades täpselt nähtamatud gaasiosakesed, nagu süsinikmonooksiid või vääveldioksiid. Spekroskoopia abil muutuvad need jälggaasid "nähtavaks" ja ilmuvad spektraalse neeldumise piikide kujul teatud lainepikkustel, andes seega iga gaasi jaoks ainulaadse spektraalse sõrmejälje. Seda teavet saab seejärel kasutada olemasolevate gaasitüüpide ja nende arvukuse määramiseks.
Mida rohkem ma küsisin: "Kuidas see võiks olla?" seda enam avastasin, et mind tõmbab põhifüüsika poole. Mõte nähtamatu nähtavaks teha on sellest ajast peale minus püsinud. On hämmastav mõelda, et selle võimsa tehnika aluseks on kvantmehaanika põhimõtted. Mitte ainult see, vaid kvantteooria loob üldisemalt palju muid tehnoloogiaid, nagu laserid, pooljuhid, MRI, GPS, elektronmikroskoopia, krüptograafia ja kvantarvuti, kui nimetada vaid mõnda.
QDot tehnoloogia
Kvantmehaanika uuem areng on kvantpunktide (QDot) tehnoloogia tõus. QDot on optiliste ja elektrooniliste omadustega pooljuhtosake, mida reguleerivad kvantmehaanika reeglid, kuna nende suurus on vaid paar nanomeetrit – umbes 10,000 XNUMX korda väiksem kui juuksekarva laius. Need nanoosakesed kiirgavad teatud lainepikkusega valgust, kui neile paistab sinine LED. Kiirgatav lainepikkus sõltub nanoosakese suurusest ja määrab vaadeldava värvuse.
Pole üllatav, et QDot-tehnoloogia on tänu kitsale spektriribale saavutatavale suurele värviküllastusele leidnud tee tänapäevaste telerite lameekraanidesse. Lisaks, kuna QDots saab häälestada kindlale suurusele, et vabastada kindlad lainepikkused, saame neid kasutada kõrge värviedastuse ja üldiselt parema värvitootmise saavutamiseks. Iga QDoti teler sisaldab tavaliselt miljardeid kvantpunkte, mis lõpuks moodustavad suure pildi.
Täppide ühendamine
Karjääri alguses olnud mustanahalise füüsikuna ja Ühendkuningriigis elava Jamaica vanemate pojana tundsin, et olen kvantpunkt – kvantmust täpp (QBD), kui soovite. Minu uurimisvaldkonnas oli haruldane, et keegi, kes nägi välja nagu mina, viibis samal seminaril, konverentsil või isegi samas valdkonnas. Sinise valguse taustal pidin leidma viisi, kuidas kiirata erinevatel lainepikkustel, teades samal ajal, et QBD-de tegelik jõud on ära kasutatud, kui need on ühendatud ja töötavad ühiselt. Selles ettevõtmises oli mul õnn avastada ja lõpuks kohtuda paljude silmapaistvate Aafrika-Ameerika füüsikutega, kellest mõned olid Ühendkuningriigis, teised aga USA-s. Samuti teatati mulle ja osalesin lõpuks USA mustanahaliste füüsikute konverentsil, samuti suhtlesin Aafrika ja Kariibi mere piirkonna teadlastega. Need suhtlused aitasid tugevdada minu veendumust, et globaalsest vaatenurgast oli palju QBD-sid nagu mina.
Minu mõtted pöördusid peagi Ühendkuningriigi tulevaste põlvkondade poole. Tahtsin, et nende jaoks oleks olukord teistsugune, nii et tegin tihedalt koostööd koolidega ja lõin noorte jaoks mitu teavitusalgatust, püüdes teha kõik endast oleneva, et nende maastikku tuleviku jaoks muuta. Suhtlesin ka käputäie mustanahaliste üliõpilastega oma osakonnas, julgustades neid sellistes ettevõtmistes abistama. Meeldiv oli teada, et nad olid põhimõtteliselt täielikult pardal. Enamik püsis pärast kooli lõpetamist ühenduses ja aasta-aastalt kasvas grupi arv, kuni saavutas kriitilise massi. Füüsika vastu kirglike ambitsioonikate noorte mustanahaliste jaoks oli tekkimas ainulaadne identiteet ja positiivseteks muutusteks oma kogukonnas.
Rõõmu otsimine võõras maailmas
See pingutus kulmineerus moodustamisega Blackett Labi perekond – Ühendkuningriigi esimene mustanahaliste füüsikute võrgustik – 2020. aastal. Rühm on nüüd nähtav ja sellest on saanud Ühendkuningriigi mustanahaliste füüsikute häälekandja. Lisaks pakub see juurdepääsetavat tuge kõigile, kes tegelevad füüsika või sellega seotud valdkondadega keskkoolist kuni professori tasemeni. Hiljuti sai Blackett Lab Family raha Aafrika-Ameerika füüsikute ühendamiseks Ühendkuningriigis asuvate mustanahaliste füüsikutega Ühendkuningriigis esineva kõnesarja kaudu ning Ühendkuningriigi delegatsiooni saatmist USA-s toimuvatele konverentsidele, tugevdades veelgi ülemaailmset mustanahaliste füüsikute kogukonda. . Sellised põnevad programmid on võimalikud ainult seetõttu, et Ühendkuningriigi QBD-d on ühendatud ja võivad tegutseda ühiselt.
Kui ma oma senist karjääri mõtisklen, on see tõesti olnud QBD-de ühendamine ajas ja ruumis erineval viisil. Sageli toovad QBD-ühendused üldisele distsipliinile sügavamat rõõmu ja rikastamist ning suurendavad veelgi seda olulist kuuluvustunnet. Kuigi olen endiselt QBD, tean nüüd, et olen paljuski osa palju suuremast üleaafrikalise diasporaa rahvuslikust ja ülemaailmsest füüsikute kogukonnast. Mida rohkem me jätkame ühenduse loomist, esindamist ja inspireerimist, seda rohkem kujundame ümber, teravdame ja rikastame üldpilti, mis näitab, kes on füüsikud ja mida me teeme.
