Moja radioaktywna zabawka

Niedawno zakupiłem sobie bardzo nerdowy gadżet - breloczek do kluczy z niewielką ilością radioaktywnego wodoru. Jest mały, zielony i będzie świecił przez kilkanaście - kilkadziesiąt lat. Jest też całkowicie bezpieczny i zawiera jedną z najdroższych substancji na planecie.

Zabawka ma ciut ponad trzy centymetry długości. W metalowym koszu znajduje się pokryta fosforem fiolka a w niej tryt - izotop wodoru zawierający dwa neutrony w jądrze. Ze względu na kapryśność atomów o której pisałem w zeszłym roku, tryt ulega rozpadowi radioaktywnemu β^-. Mówiąc w uproszczeniu, raz na jakiś czas, jeden z neutronów rozpada się na proton i elektron, emitując odrobinkę energii. Ta energia zostaje pochłonięta przez warstewkę fosforu, który to z kolei oddaje ją w postaci światła.

Gram trytu kosztuje, około $30 000, czyli jest jakieś półtora tysiąca razy droższy od złota. Na szczęście w mojej fiolce jest około jednego miligrama. Czas połowicznego rozpadu trytu wynosi ponad dwanaście lat, więc za dziesięc lat mój gadżet powinien świecić o połowę słabiej niż teraz. Zachwyconych ostrzegam jednak, że taka fiolka nie sprawdzi się jako latarka. Rzeczywiście - w ciemnościach daje ładne, soczyste zielone światło, z pewnością bez problemu umożliwi znalezienie kluczyków, które wpadły nam w trawę. Za dnia trudno się domyślić, że to maleństwo świeci. Dopiero jeśli się przyjrzeć można zauważyc, że coś nie gra. Jeśli rzucimy cień na breloczek wygląda tak jakby padł on tylko na metalową część. Jeśli miałbym to z czymś porównać, to z błędem tekstury w grze komputerowej, tak jakby metal reagował na oświetlenie, ale cylinder w środku już nie.

Na koniec to, co pewnie najciekawsze - bezpieczeństwo. Czy noszenie przy sobie radioaktywnego pierwiastka to przepis na raka i śmierć na chorobę popromienną? Nie w tym przypadku. Nieprzepuszczalna dla wodoru kapsułka całkowicie zabezpiecza świat zewnętrzny. Promieniowanie beta ma zbyt małą przenikalność by zrobić komuś krzywdę w tej postaci. Radioaktywny wodór, choć cięższy od tego zwykłego (zawierającego tylko jeden proton w jądrze), jest lekki i w przypadku zniszczenia fiolki natychmiast rozproszyłby się w powietrzu i uciekł do górnych partii atmosfery. W najgorszym wypadku, gdybym w napadzie fantazji postanowił rozgryźć ampułkę, koniecznie z zamkniętą buzią i zatykając nos, otrzymałbym dawkę promieniowania odpowiadającą… prześwietleniu dentystycznemu. Nie mam licznika Geigera, ale ponoć nie rejestruje on promieniowania nawet przystawiony bezpośrednio do breloczka. Warstwa fosforu zupełnie go nie przepuszcza.


Więcej fotek trytowej biżuterii


PS. Więcej o promieniowaniu, głównie o niesłusznej panice wobez energii jądrowej będę mówił 25 lipca w czasie OldTown Festival.

Ameba obliczeniowa

Japońscy naukowcy opracowali mikroskopijny system obliczeniowy inspirowany jednokomórkowymi amebami. Rozwiązuje on złożone problemy obliczeniowe szybciej (o kilka rzędów wielkości) niż najlepsze dotychczasowe algorytmy, zatem może nie powinniśmy już kojarzyć ameb z głupotą i bezmyślnością?

Może nie rozpędzajmy się nadmiernie. Autorzy publikacji “Nanoarchitektoniczne obliczenia z użyciem inspirowanych amebami elektrycznych zapadek brownowskich”, wzorowali się na sposobie w jaki ameby sięgają nibynóżkami w poszukiwaniu pokarmu. A przynajmniej tak twierdzą. Najciekawsze jednak wydaje się to, że wykorzystali oni fundamentalny problem miniaturyzacji na swoją korzyść.

Współczesne tranzystory są już tak małe, że zbliżają się do punktu, gdzie fluktuacje termiczne - drgania atomów (czyli po prostu temperatura) mogą wpływać na ich działanie. Dlatego naukowcy próbują wykorzystać te fluktuacje by przypominający rozgwiazdę, lub oczywiście amebę, elektroniczny element dokonywał złożonych obliczeń. W szczególności skupili się na problemie spełnialności (SAT problem). Jest on istotny przy optymalizacji procesów i modelowaniu (czyli prawie wszędzie).

Bez wnikania w szczegóły - mówimy tu o problemach obliczeniowych z dziesiątkami lub więcej zmiennych. Ilość możliwych rozwiązań, które trzeba sprawdzić by odkryć najlepsze, jest niewyobrażalna. Klasyczne algorytmy, choć na różne sposoby “ułatwiają sobie” swoje poszukiwania, modyfikują po jednej zmiennej w każdym kroku. Innowacyjność “AmoebaSAT” polega na tym, że przekształca wiele zmiennych jednocześnie. Stąd tak ogromna przewaga w prędkości rozwiązywania problemów. A to niesie za sobą też mniejsze zużycie energii i większą wydajność. Sprawia to też, że im więcej zmiennych (im bardziej złożony problem) tym większa będzie przepaść między obliczeniową amebą a klasycznymi rozwiązaniami.

Ci z Was, którzy interesują się komputerami kwantowymi, pewnie pomyśleli sobie “hej, to brzmi znajomo”. Czas pokaże na ile japoński pomysł się przyjmie, ale byłoby ciekawie, gdyby miniaturowa elektronika, “klasyczna choć w nowym wydaniu” zawładnęła rynkiem. W końcu współczesne komputery kwantowe są w powijakach - wielkie, wymagające chłodzenia do temperatur bliskich absolutnemu zeru, nowego podejścia do programowania oraz podatne na błędy.


Źródła:
Publikacja
Artykuł na Phys.org
Wikipedia o SAT problem
Wikipedia o zapadkach brownowskich