Ten artykuł jest piątym w a seria esejów napisany przez czarnych fizyków i opublikowany wspólnie z Fizyka dzisiaj jako część Tydzień #BlackInPhysics 2022 lat wydarzenie poświęcony uczczeniu czarnych fizyków i ich wkładowi w społeczność naukową oraz ujawnieniu pełniejszego obrazu tego, jak wygląda fizyk. Tegorocznym tematem jest „radość w zróżnicowanej czarnej społeczności”.
Jako dziecko lubiłem rysować kropka-kropka. Nigdy nie uważałem się za artystę, ale podobało mi się to, że jeśli podążę za liczbami i połączę kropki, ostatecznie ujawni się „duży obraz”. To było dla mnie bardzo satysfakcjonujące. Pod wieloma względami wydawało się to odkryciem.
W nauce często początkowo obserwujemy ogólny obraz, co zwykle prowadzi do dociekania pytań o jego pochodzenie, formę i naturę, zagłębiając się coraz głębiej, aż wydedukujemy podstawowe elementy budulcowe, które składają się na duży obraz. To prawie jak odwrotność bardzo wyrafinowanego rysunku kropka-kropka. Na tym podstawowym poziomie cegiełki (lub cząstki elementarne) często leżą w świecie kwantowym i to teoria kwantowa była motorem mojej podróży do fizyki.
Jako student chemii byłem zafascynowany spektroskopią – techniką wykorzystującą światło do badania, charakteryzowania i określania ilościowego różnych rodzajów materii (ciała stałe, ciecze lub gazy). Uderzyło mnie to, że ta technika może wykorzystywać „niewidzialne” światło (na przykład światło ultrafioletowe lub podczerwone) do badania „niewidzialnego” powietrza, dokładnie wykrywając niewidoczne cząstki gazów śladowych, takie jak tlenek węgla lub dwutlenek siarki. Dzięki spektroskopii te gazy śladowe stają się „widoczne” i pojawiają się w postaci widmowych szczytów absorpcji przy określonych długościach fal, zapewniając w ten sposób unikalny spektralny odcisk palca dla każdego gazu. Informacje te można następnie wykorzystać do określenia, jakie rodzaje gazu są obecne i jakie są ich obfitości.
Im bardziej pytałem: „Jak to możliwe?” tym bardziej pociągała mnie fizyka podstawowa. Pomysł uczynienia widzialnym tego, co niewidzialne, towarzyszył mi od zawsze. To niesamowite pomyśleć, że zasady mechaniki kwantowej leżą u podstaw tej potężnej techniki. Nie tylko to, ale bardziej ogólnie teoria kwantowa daje początek wielu innym technologiom, takim jak lasery, półprzewodniki, MRI, GPS, mikroskopia elektronowa, kryptografia i obliczenia kwantowe, żeby wymienić tylko kilka.
Technologia QDot
Nowszym osiągnięciem mechaniki kwantowej jest rozwój technologii kropek kwantowych (QDot). QDot to półprzewodnikowa cząsteczka o właściwościach optycznych i elektronicznych, którymi rządzą się prawa mechaniki kwantowej ze względu na rozmiar zaledwie kilku nanometrów – około 10,000 XNUMX razy mniej niż szerokość ludzkiego włosa. Te nanocząstki emitują światło o określonej długości fali, gdy świeci na nie niebieska dioda LED. Emitowana długość fali zależy od wielkości nanocząstki i określa obserwowany kolor.
Nic dziwnego, że technologia QDot znalazła zastosowanie w płaskich wyświetlaczach nowoczesnych telewizorów ze względu na wysokie nasycenie kolorów, które można osiągnąć w wąskim paśmie widmowym. Co więcej, ponieważ QDots można dostroić do określonego rozmiaru, aby uwolnić określone długości fal, możemy ich użyć do osiągnięcia wysokiego oddawania barw i ogólnie lepszej produkcji kolorów. Każdy telewizor QDot zazwyczaj zawiera miliardy kropek kwantowych, które składają się na całościowy obraz.
Łączenie kropek
Jako czarnoskóry fizyk rozpoczynający karierę i syn jamajskich rodziców mieszkających w Wielkiej Brytanii, czułem się jak kropka kwantowa – kwantowa czarna kropka (QBD), jeśli wolisz. W mojej dziedzinie badań rzadko zdarzało się, aby ktoś, kto wyglądał jak ja, był na tym samym seminarium, konferencji, a nawet w tej samej dziedzinie. Na tle niebieskiego światła musiałem znaleźć sposób na promieniowanie na różnych długościach fal, wiedząc jednocześnie, że prawdziwa moc QBD jest wykorzystywana, gdy są połączone i działają wspólnie. W tym przedsięwzięciu miałem szczęście odkryć i ostatecznie spotkać wielu wybitnych fizyków afroamerykańskich, niektórzy podczas ich wizyty w Wielkiej Brytanii, inni podczas mojej wizyty w Stanach Zjednoczonych. Zostałem również poinformowany i ostatecznie wziąłem udział w konferencji dla czarnych fizyków w USA, a także nawiązałem kontakt z naukowcami z Afryki i Karaibów. Te interakcje utwierdziły mnie w przekonaniu, że z perspektywy globalnej było wielu QBD takich jak ja.
Wkrótce moje myśli zwróciły się ku przyszłym pokoleniom w Wielkiej Brytanii. Chciałem, aby ich sytuacja była inna, więc intensywnie współpracowałem ze szkołami i zorganizowałem kilka inicjatyw informacyjnych dla młodych ludzi, próbując zrobić wszystko, co w mojej mocy, aby zmienić ich krajobraz na przyszłość. Nawiązałem również współpracę z garstką czarnoskórych studentów na moim wydziale, zachęcając ich do pomocy w takich przedsięwzięciach. Przyjemnie było wiedzieć, że zasadniczo byli w pełni na pokładzie. Większość pozostała w kontakcie po ukończeniu studiów iz roku na rok grupa rosła w liczbę, aż osiągnęła masę krytyczną. Wyjątkowa tożsamość wyłaniała się dla ambitnych młodych Czarnych ludzi z pasją do fizyki i na rzecz pozytywnych zmian w swojej społeczności.
Dążenie do radości w obcym świecie
Wysiłek ten zakończył się powstaniem Rodzina Blackett Lab – pierwsza brytyjska krajowa sieć czarnych fizyków – w 2020 r. Grupa jest teraz widoczna i stała się głosem czarnych fizyków w Wielkiej Brytanii. Ponadto zapewnia dostępne środki wsparcia dla każdego, kto zajmuje się fizyką lub dziedzinami pokrewnymi, od szkoły średniej do poziomu profesorskiego. Niedawno rodzina Blackett Lab otrzymała fundusze na połączenie afroamerykańskich fizyków z czarnoskórymi fizykami z Wielkiej Brytanii poprzez serię prelegentów w Wielkiej Brytanii, a także wysłanie brytyjskiej delegacji na konferencje w USA, co jeszcze bardziej wzmocni globalną społeczność czarnoskórych fizyków . Tak ekscytujące programy są możliwe tylko dlatego, że QBD w całej Wielkiej Brytanii są połączone i mogą działać wspólnie.
Kiedy zastanawiam się nad moją dotychczasową karierą, to naprawdę był to przypadek łączenia QBD na różne sposoby w czasie i przestrzeni. Często połączenia QBD przynoszą głębszą radość i wzbogacenie ogólnej dyscypliny oraz dodatkowo wzmacniają to istotne poczucie przynależności. Pod wieloma względami, chociaż nadal jestem QBD, teraz wiem, że należę do znacznie większej narodowej i globalnej społeczności fizyków z całej panafrykańskiej diaspory. Im bardziej będziemy łączyć, reprezentować i inspirować, tym bardziej zmienimy, wyostrzymy i wzbogacimy obraz całości pokazujący, kim są fizycy i czym się zajmujemy.
