Acest articol este al cincilea din a serie de eseuri scrisă de fizicienii negri și publicată împreună cu Fizica astăzi ca parte din Săptămâna #BlackInPhysics 2022, an eveniment dedicat celebrării fizicienilor de culoare și contribuțiilor lor la comunitatea științifică și dezvăluirii unei imagini mai complete despre cum arată un fizician. Tema din acest an este „bucuria în comunitatea neagră diversă”.
În copilărie, îmi plăceau desenele punct la punct. Nu m-am considerat niciodată artistic, dar mi-a plăcut faptul că, dacă urmăream numerele și legam punctele, „imaginea de ansamblu” ar fi dezvăluită în cele din urmă. Acest lucru a fost foarte satisfăcător pentru mine. În multe privințe, a fost ca o descoperire.
În știință, este adesea imaginea de ansamblu pe care o observăm inițial, iar acest lucru duce, de obicei, la întrebări cu privire la originile, forma și natura sa, adâncind tot mai mult până deducem blocurile fundamentale care cuprind imaginea de ansamblu. Este aproape ca reversul unui desen foarte sofisticat punct la punct. La acest nivel fundamental, blocurile de construcție (sau particulele elementare) se află adesea în lumea cuantică și teoria cuantică a fost cea care mi-a propulsat călătoria în fizică.
În calitate de licență care studiază chimia, am fost fascinat de spectroscopie – o tehnică care folosește lumina pentru a sonda, caracteriza și cuantifica diferite tipuri de materie (solide, lichide sau gaze). Am fost surprins de faptul că această tehnică ar putea prelua lumină „invizibilă” (de exemplu, lumină ultravioletă sau infraroșie) și să o folosească pentru a sonda aerul „invizibil”, detectând cu precizie particule de gaz nevăzute, cum ar fi monoxidul de carbon sau dioxidul de sulf. Prin spectroscopie, aceste urme de gaze devin „vizibile” și apar sub formă de vârfuri de absorbție spectrală la anumite lungimi de undă, oferind astfel o amprentă spectrală unică pentru fiecare gaz.. Aceste informații pot fi apoi utilizate pentru a determina ce tipuri de gaze sunt prezente și abundența acestora.
Cu cât întrebam mai mult: „Cum ar putea fi asta?” cu atât m-am trezit mai mult atras de fizica fundamentală. Ideea de a face vizibil nevăzutul a rămas cu mine de atunci. Este uimitor să ne gândim că principiile mecanicii cuantice stau la baza acestei tehnici puternice. Nu numai asta, dar teoria cuantică, în general, dă naștere multor alte tehnologii, cum ar fi laserele, semiconductorul, RMN, GPS, microscopia electronică, criptografia și calculul cuantic doar pentru a numi câteva.
Tehnologia QDot
O dezvoltare mai recentă în mecanica cuantică este creșterea tehnologiei cuantum dot (QDot). Un QDot este o particulă semiconductoare cu proprietăți optice și electronice care sunt guvernate de regulile mecanicii cuantice datorită dimensiunii lor de doar câțiva nanometri – de aproximativ 10,000 de ori mai mică decât lățimea unui păr uman. Aceste nanoparticule emit lumină cu o anumită lungime de undă atunci când un LED albastru luminează asupra lor. Lungimea de undă emisă depinde de mărimea nanoparticulei și determină culoarea observată.
Deloc surprinzător, tehnologia QDot și-a găsit drumul în afișajele cu ecran plat pentru televizoare moderne, datorită saturației mari a culorilor care poate fi atinsă pe o lățime de bandă spectrală îngustă. În plus, deoarece QDots poate fi reglat la o dimensiune determinată pentru a elibera lungimi de undă specifice, le putem folosi pentru a obține o redare ridicată a culorilor și o producție generală mai bună a culorilor. Fiecare TV QDot conține de obicei miliarde de puncte cuantice care, în cele din urmă, cuprind imaginea de ansamblu.
Unind punctele
În calitate de fizician negru la începutul carierei și fiu al părinților jamaicani care trăiesc în Marea Britanie, m-am simțit foarte mult ca și cum aș fi un punct cuantic – un punct negru cuantic (QBD), dacă vreți. În domeniul meu de cercetare, era rar ca cineva care semăna cu mine să fie la același seminar, conferință sau chiar în același domeniu. Pe un fundal de lumină albastră, a trebuit să găsesc o modalitate de a radia la diferite lungimi de undă, știind în același timp că puterile reale ale QBD-urilor sunt valorificate atunci când sunt conectate și funcționează colectiv. În acest demers, am avut norocul să descopăr și, în cele din urmă, să întâlnesc mulți fizicieni afro-americani proeminenți, unii în timp ce vizitau Marea Britanie, alții în timp ce eu vizitam SUA. De asemenea, am fost informat și, în cele din urmă, am participat la o conferință pentru fizicienii de culoare din SUA, precum și am luat legătura cu oameni de știință din Africa și Caraibe. Aceste interacțiuni mi-au întărit convingerea că, dintr-o perspectivă globală, au existat o mulțime de QBD la fel ca mine.
Gândurile mele s-au îndreptat curând către generațiile viitoare din Marea Britanie. Mi-am dorit ca situația să fie diferită pentru ei, așa că m-am implicat puternic cu școlile și am înființat mai multe inițiative de sensibilizare pentru tineri, încercând să fac tot ce puteam pentru a le schimba peisajul pentru viitor. De asemenea, m-am implicat cu câțiva studenți de culoare din departamentul meu, încurajându-i să asiste în astfel de eforturi. A fost încântat să știu că erau, în principal, pe deplin la bord. Majoritatea au rămas conectate după absolvire și, an de an, grupul a crescut în număr până a atins o masă critică. O identitate unică a apărut pentru tinerii de culoare ambițioși și pasionați de fizică și pentru schimbare pozitivă în comunitatea lor.
Căutând bucuria într-o lume extraterestră
Acest efort a culminat cu formarea de Familia Blackett Lab – prima rețea națională de fizicieni de culoare din Marea Britanie – în 2020. Grupul are acum vizibilitate și a devenit o voce pentru fizicienii de culoare din Marea Britanie. În plus, oferă un mijloc accesibil de sprijin oricărei persoane care urmează fizică sau domenii conexe, de la liceu până la nivel profesoral. Mai recent, Blackett Lab Family a primit finanțare pentru a conecta fizicienii afro-americani cu fizicienii de culoare din Marea Britanie printr-o serie de vorbitori în Marea Britanie, precum și pentru a trimite o delegație britanică la conferințe în SUA, întărind și mai mult comunitatea globală a fizicienilor de culoare. . Astfel de programe interesante sunt posibile numai deoarece QBD-urile din Marea Britanie sunt conectate și pot acționa colectiv.
Când mă gândesc la cariera mea de până acum, chiar a fost un caz de conectare a QBD-urilor în diferite moduri în timp și spațiu. Adesea, conexiunile QBD aduc o bucurie și o îmbogățire mai profundă disciplinei generale și sporesc și mai mult acel sentiment vital de apartenență. În multe privințe, deși sunt încă un QBD, acum știu că fac parte dintr-o comunitate națională și globală mult mai mare de fizicieni din întreaga diaspora pan-africană. Cu cât continuăm să ne conectăm, să reprezentăm și să inspirăm, cu atât mai mult vom remodela, ascuți și îmbogăți imaginea de ansamblu care arată cine sunt fizicienii și ce facem.
