Denne artikkelen er den femte i en serie av essays skrevet av svarte fysikere og co-publisert med Fysikk i dag som en del av #BlackInPhysics uke 2022, en hendelse dedikert til å feire svarte fysikere og deres bidrag til det vitenskapelige samfunnet, og til å avsløre et mer fullstendig bilde av hvordan en fysiker ser ut. Årets tema er "glede i det mangfoldige svarte samfunnet".
Som barn likte jeg prikk-til-prik-tegninger. Jeg betraktet meg egentlig aldri som kunstnerisk, men jeg likte det faktum at hvis jeg fulgte tallene og koblet sammen punktene, ville det "store bildet" til slutt bli avslørt. Dette var veldig givende for meg. På mange måter føltes det som en oppdagelse.
I vitenskapen er det ofte det store bildet vi i utgangspunktet observerer, og dette fører vanligvis til undersøkende spørsmål om dets opprinnelse, form og natur, og dykker stadig dypere inntil vi utleder de grunnleggende byggesteinene som utgjør det store bildet. Det er nesten som det motsatte av en veldig sofistikert prikk-til-prik-tegning. På dette grunnleggende nivået ligger byggesteinene (eller elementærpartiklene) ofte i kvanteverdenen, og det var kvanteteorien som drev min reise inn i fysikken.
Som en bachelor som studerte kjemi, ble jeg fascinert av spektroskopi - en teknikk som bruker lys til å undersøke, karakterisere og kvantifisere forskjellige typer stoffer (faste stoffer, væsker eller gasser). Jeg ble slått av det faktum at denne teknikken kunne ta "usynlig" lys (for eksempel ultrafiolett eller infrarødt lys) og bruke det til å undersøke den "usynlige" luften, og nøyaktig oppdage usynlige sporgasspartikler som karbonmonoksid eller svoveldioksid. Gjennom spektroskopi blir disse sporgassene "synlige" og vises i form av spektrale absorpsjonstopper ved spesifikke bølgelengder, og gir dermed et unikt spektralfingeravtrykk for hver gass. Denne informasjonen kan deretter brukes til å bestemme hvilke typer gass som finnes, og deres overflod.
Jo mer jeg spurte: "Hvordan kan dette være?" jo mer fant jeg at jeg ble trukket mot grunnleggende fysikk. Ideen om å gjøre det usynlige synlig har holdt seg hos meg siden. Det er utrolig å tenke på at kvantemekanikkens prinsipper underbygger denne kraftige teknikken. Ikke bare det, men kvanteteori gir mer generelt opphav til mange andre teknologier som lasere, halvlederen, MR, GPS, elektronmikroskopi, kryptografi og kvantedatabehandling bare for å nevne noen.
QDot-teknologi
En nyere utvikling innen kvantemekanikk er fremveksten av kvantepunktteknologi (QDot). En QDot er en halvledende partikkel med optiske og elektroniske egenskaper som er styrt av kvantemekanikkens regler på grunn av størrelsen på bare noen få nanometer – omtrent 10,000 XNUMX ganger mindre enn bredden til et menneskehår. Disse nanopartikler sender ut lys med en bestemt bølgelengde når en blå LED lyser på dem. Bølgelengden som sendes ut avhenger av størrelsen på nanopartikkelen og bestemmer fargen som observeres.
Ikke overraskende har QDot-teknologien funnet veien til flatskjermer for moderne TV-apparater, på grunn av den høye fargemetningen som kan oppnås over en smal spektral båndbredde. Siden QDots kan stilles inn til en bestemt størrelse for å frigjøre spesifikke bølgelengder, kan vi bruke dem til å oppnå høy fargegjengivelse og generelt bedre fargeproduksjon. Hver QDot TV inneholder vanligvis milliarder av kvanteprikker som til slutt utgjør det store bildet.
Se sammenhengen
Som svart fysiker i tidlig karriere og sønn av jamaicanske foreldre bosatt i Storbritannia, følte jeg veldig at jeg var en kvanteprikk – en kvantesvart prikk (QBD), om du vil. I mitt forskningsfelt var det sjelden at noen som så ut som meg var på samme seminar, konferanse eller til og med i samme felt. Mot et bakteppe av blått lys måtte jeg finne en måte å utstråle ved forskjellige bølgelengder, samtidig som jeg visste at de virkelige kreftene til QBD-er utnyttes når de er koblet sammen og fungerer kollektivt. I denne bestrebelsen var jeg så heldig å oppdage og til slutt møte mange fremtredende afroamerikanske fysikere, noen mens de besøkte Storbritannia, andre mens jeg besøkte USA. Jeg ble også gjort oppmerksom på og deltok til slutt på en konferanse for svarte fysikere i USA, i tillegg til å ha kontakt med forskere fra Afrika og Karibia. Disse interaksjonene bidro til å styrke min overbevisning om at det fra et globalt perspektiv var mange QBD-er akkurat som meg.
Tankene mine gikk snart til fremtidige generasjoner i Storbritannia. Jeg ønsket at situasjonen skulle være annerledes for dem, så jeg engasjerte meg sterkt med skoler og satte opp flere oppsøkende tiltak for unge mennesker, og prøvde å gjøre det jeg kunne for å endre landskapet deres for fremtiden. Jeg var også engasjert med en håndfull svarte studenter i avdelingen min, og oppmuntret dem til å hjelpe til med slike bestrebelser. Det var gledelig å vite at de i hovedsak var helt om bord. De fleste holdt kontakten etter endt utdanning, og år etter år vokste gruppen i antall til den nådde en kritisk masse. En unik identitet dukket opp for ambisiøse unge svarte mennesker med en lidenskap for fysikk og for positiv endring i samfunnet deres.
Forfølger glede i en fremmed verden
Denne innsatsen kulminerte i dannelsen av Blackett Lab-familien – Storbritannias første nasjonale nettverk av svarte fysikere – i 2020. Gruppen har nå synlighet og har blitt en stemme for svarte fysikere i Storbritannia. Videre gir det et tilgjengelig hjelpemiddel for alle som driver med fysikk eller relaterte felt fra videregående skole til professornivå. Mer nylig har Blackett Lab-familien mottatt midler for å koble afroamerikanske fysikere med britiske-baserte svarte fysikere gjennom en foredragsserie i Storbritannia, i tillegg til å sende en britisk delegasjon til konferanser i USA, noe som ytterligere styrker det globale fellesskapet av svarte fysikere. . Slike spennende programmer er bare mulig fordi QBD-ene over hele Storbritannia er koblet sammen og kan handle kollektivt.
Når jeg reflekterer over karrieren min så langt, har det virkelig vært et tilfelle av å koble sammen QBDer på forskjellige måter over tid og rom. Ofte gir QBD-forbindelser en dypere glede og berikelse til den generelle disiplinen, og forsterker den vitale følelsen av tilhørighet ytterligere. På mange måter, selv om jeg fortsatt er en QBD, vet jeg nå at jeg er en del av et mye større nasjonalt og globalt fellesskap av fysikere fra hele den panafrikanske diasporaen. Jo mer vi fortsetter å forbinde, representere og inspirere, jo mer vil vi omforme, skjerpe og berike bildet av det store bildet som viser hvem fysikere er og hva vi gjør.
