Denna artikel är den femte i en serie uppsatser skriven av svarta fysiker och sampublicerad med Fysik idag som en del av #BlackInPhysics vecka 2022, an händelse tillägnad att fira svarta fysiker och deras bidrag till det vetenskapliga samfundet, och att avslöja en mer komplett bild av hur en fysiker ser ut. Årets tema är "glädje i det mångsidiga svarta samhället".
Som barn gillade jag prick-till-prick-teckningar. Jag ansåg mig aldrig riktigt vara konstnär, men jag njöt av det faktum att om jag följde siffrorna och kopplade ihop punkterna så skulle den "stora bilden" i slutändan avslöjas. Detta var mycket givande för mig. På många sätt kändes det som en upptäckt.
Inom vetenskapen är det ofta den stora bilden som vi initialt observerar, och detta leder vanligtvis till undersökningsfrågor om dess ursprung, form och natur, och gräver allt djupare tills vi härleder de grundläggande byggstenarna som utgör den stora bilden. Det är nästan som baksidan av en mycket sofistikerad prick-till-prick-teckning. På denna grundläggande nivå ligger byggstenarna (eller elementarpartiklarna) ofta i kvantvärlden, och det var kvantteorin som drev min resa in i fysiken.
Som en grundutbildning som studerade kemi blev jag fascinerad av spektroskopi – en teknik som använder ljus för att undersöka, karakterisera och kvantifiera olika typer av materia (fasta ämnen, vätskor eller gaser). Jag slogs av det faktum att den här tekniken kunde ta "osynligt" ljus (till exempel ultraviolett eller infrarött ljus) och använda det för att undersöka den "osynliga" luften och exakt detektera osynliga spårgaspartiklar som kolmonoxid eller svaveldioxid. Genom spektroskopi blir dessa spårgaser "synliga" och uppträder i form av spektrala absorptionstoppar vid specifika våglängder, vilket ger ett unikt spektralt fingeravtryck för varje gas. Denna information kan sedan användas för att bestämma vilka typer av gas som finns och deras överflöd.
Ju mer jag frågade: "Hur kan det här vara?" desto mer fann jag mig att dras till grundläggande fysik. Tanken på att göra det osynliga synligt har hållit med mig sedan dess. Det är fantastiskt att tänka på att kvantmekanikens principer ligger till grund för denna kraftfulla teknik. Inte bara det, utan kvantteorin ger mer generellt upphov till många andra teknologier som lasrar, halvledaren, MRI, GPS, elektronmikroskopi, kryptografi och kvantberäkning för att bara nämna några.
QDot-teknik
En nyare utveckling inom kvantmekaniken är uppkomsten av kvantpunktsteknik (QDot). En QDot är en halvledande partikel med optiska och elektroniska egenskaper som styrs av kvantmekanikens regler på grund av sin storlek på bara några nanometer – cirka 10,000 XNUMX gånger mindre än bredden på ett människohår. Dessa nanopartiklar avger ljus med en specifik våglängd när en blå lysdiod lyser på dem. Våglängden som emitteras beror på storleken på nanopartikeln och bestämmer färgen som observeras.
Inte överraskande har QDot-tekniken hittat sin väg till platta skärmar för moderna tv-apparater, på grund av den höga färgmättnaden som kan uppnås över en smal spektral bandbredd. Dessutom, eftersom QDots kan ställas in till en bestämd storlek för att frigöra specifika våglängder, kan vi använda dem för att uppnå hög färgåtergivning och överlag bättre färgproduktion. Varje QDot TV innehåller vanligtvis miljarder kvantprickar som i slutändan utgör helheten.
Ansluta prickarna
Som en svart fysiker i tidig karriär och son till jamaicanska föräldrar som bor i Storbritannien, kände jag mycket som att jag var en kvantprick – en kvantsvart prick (QBD), om du så vill. Inom mitt forskningsfält var det sällsynt att någon som såg ut som jag var på samma seminarium, konferens eller ens inom samma område. Mot bakgrund av blått ljus var jag tvungen att hitta ett sätt att stråla vid olika våglängder, samtidigt som jag visste att de verkliga krafterna hos QBD:er utnyttjas när de är anslutna och arbetar kollektivt. I denna strävan hade jag turen att upptäcka och så småningom träffa många framstående afroamerikanska fysiker, några medan de besökte Storbritannien, andra medan jag besökte USA. Jag blev också medveten om och deltog så småningom i en konferens för svarta fysiker i USA, samt fick kontakt med forskare från Afrika och Karibien. Dessa interaktioner bidrog till att stärka min övertygelse om att det ur ett globalt perspektiv fanns gott om QBDs precis som jag.
Mina tankar gick snart till kommande generationer i Storbritannien. Jag ville att situationen skulle vara annorlunda för dem, så jag engagerade mig mycket i skolor och startade flera uppsökande initiativ för unga människor, och försökte göra vad jag kunde för att förändra deras landskap för framtiden. Jag engagerade mig också med en handfull svarta studenter på min avdelning och uppmuntrade dem att hjälpa till med sådana ansträngningar. Det var glädjande att veta att de i huvudsak var helt ombord. De flesta höll kontakten efter examen och år efter år växte gruppen i antal tills den nådde en kritisk massa. En unik identitet växte fram för ambitiösa unga svarta människor med en passion för fysik och för positiv förändring inom sitt samhälle.
Jag strävar efter glädje i en främmande värld
Denna ansträngning kulminerade i bildandet av Blackett Lab-familjen – Storbritanniens första nationella nätverk av svarta fysiker – 2020. Gruppen har nu synlighet och har blivit en röst för svarta fysiker i Storbritannien. Dessutom ger det ett tillgängligt sätt att stödja alla som ägnar sig åt fysik eller relaterade områden från gymnasiet till professorsnivå. På senare tid har Blackett Lab-familjen fått finansiering för att koppla samman afroamerikanska fysiker med Storbritannien-baserade svarta fysiker genom en talarserie i Storbritannien samt skicka en brittisk delegation till konferenser i USA, vilket ytterligare stärker den globala gemenskapen av svarta fysiker . Sådana spännande program är bara möjliga eftersom QBD:erna över hela Storbritannien är anslutna och kan agera kollektivt.
När jag reflekterar över min karriär så här långt har det verkligen handlat om att koppla ihop QBDs på olika sätt över tid och rum. Ofta ger QBD-anslutningar en djupare glädje och berikning till den övergripande disciplinen och förstärker ytterligare den viktiga känslan av tillhörighet. På många sätt, även om jag fortfarande är en QBD, vet jag nu att jag är en del av en mycket större nationell och global gemenskap av fysiker från hela den panafrikanska diasporan. Ju mer vi fortsätter att ansluta, representera och inspirera, desto mer kommer vi att omforma, vässa och berika bilden av den stora bilden som visar vilka fysiker är och vad vi gör.
