ثورة علمية.. ترانزستورات نانوية ثلاثية الأبعاد تتفوق على رقائق السليكون
تاريخ النشر: 8th, November 2024 GMT
أجرى فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) دراسة لتطوير ترانزستورات مجهرية، تُعرف بالترانزستورات النانوية، لتصبح بديلاً أكثر كفاءة عن الترانزستورات المصنوعة من السيليكون.
تُستخدم الترانزستورات في معظم الأجهزة الإلكترونية بدءاً من الهواتف ووصولاً للحواسيب الخارقة، وتعد بمثابة حجر الأساس الذي لا غنى عنه في ثورة تقنيات تصنيع المعالجات الحديثة، لكن هذا المكون يواجه تحدياً أساسياً، إذ لا يمكنه العمل بجهد منخفض بسبب حد فيزيائي يسمى "طغيان بولتزمان".
كيف تختلف الترانزستورات النانوية الجديدة؟
لتخطي هذا التحدي، قام الباحثون بتصميم نوع جديد من الترانزستورات باستخدام مواد شبه موصلة دقيقة جداً. تمتاز هذه الترانزستورات بأنها صغيرة جداً لدرجة يمكن قياس عرضها ببضع نانومترات فقط (أي أصغر من عرض شعرة الإنسان بأضعاف عديدة). وبفضل تصميمها، يمكن لهذه الترانزستورات العمل بجهد أقل بكثير من الترانزستورات التقليدية، مما يجعلها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، دون أن تخسر من أدائها القوي.
تقنية "النفاذ الكمومي" كيف تجعل الترانزستورات أكثر كفاءة؟
اعتمد الباحثون في تصميم الترانزستورات الجديدة على خاصية فيزيائية كمومية تسمى "النفاذ الكمومي". ببساطة، في الترانزستورات التقليدية، تحتاج الإلكترونات إلى طاقة كافية لتجاوز حاجز معين حتى ينتقل الترانزستور من حالة الإيقاف إلى التشغيل. أما في الترانزستورات النانوية الجديدة، فإن الإلكترونات تستطيع "اختراق" هذا الحاجز بدلاً من تجاوزه، مما يسمح للترانزستور بالعمل بجهد منخفض وبكفاءة أكبر في استهلاك الطاقة.
أقرأ أيضاً.. "أوبن إي آي" تدخل عالم تصميم الرقائق الخاصة لمنافسة "إنفيديا"
خطوات دقيقة لتصنيع الترانزستورات النانوية
بفضل أدوات دقيقة ومتقدمة، نجح فريق الباحثين في إنتاج ترانزستورات بقياس نانومتري (أي في حدود بضعة نانومترات). هذا التصميم المتناهي في الصغر يساعد في تحقيق أداء قوي حيث يصبح التيار الكهربائي أعلى والتبديل بين حالتي التشغيل والإيقاف أسرع وأكثر حدة. هذا التصميم الصغير أيضاً يمكّن الباحثين من وضع عدد أكبر من الترانزستورات على شريحة واحدة، مما يعني أن الأجهزة التي ستعتمد على هذه الترانزستورات ستكون أسرع وأقوى، وأيضاً أكثر كفاءة من حيث استهلاك الطاقة.
تحديات وتطلعات مستقبلية
لا يزال هناك تحديات أمام تطبيق هذه الترانزستورات على نطاق واسع، حيث يجب تحسين تصنيعها بحيث تكون متناسقة في الأداء عبر الشريحة بالكامل. الفريق البحثي مستمر في العمل على تحسين هذه التقنية لضمان استخدامها في جميع أنواع الأجهزة الإلكترونية مستقبلاً، حيث يمكن أن توفر الترانزستورات النانوية بديلاً فعالاً وموفراً للطاقة عن الترانزستورات السيليكونية المستخدمة حالياً.
باختصار، هذه الترانزستورات النانوية الجديدة تفتح الباب أمام جيل جديد من الإلكترونيات التي ستعمل بطاقة أقل، مما يتيح لها العمل بكفاءة أكبر وسرعة أعلى، ما يعزز تطور الأجهزة الذكية والتقنيات المستقبلية.
المصدر: وكالاتالمصدر: صحيفة الاتحاد
كلمات دلالية: الطاقة الرقائق الإلكترونية الأجهزة الإلكترونية التكنولوجيا الثورة التكنولوجية أکثر کفاءة
إقرأ أيضاً:
الكرة المصرية في مفترق طرق.. والجبلاية تحتاج ثورة تصحيح
لم يكن خروج المنتخب المصري من كأس العرب الأخيرة مجرد تعثر رياضي عابر، بل جاء ليضيف حلقة جديدة إلى سلسلة الإخفاقات التي تضرب كرة القدم المصرية منذ سنوات، بدءا من السقوط المدوي لمنتخب الشباب في كأس العالم، وصولا إلى الأداء المرتبك والنتائج المخزيه للمنتخبات الوطنية بمختلف فئاته، وآخرها فضيحة المنتخب الثاني بقيادة حلمي طولان فى كأس العرب.
الإقصاء من كأس العرب ليس مجرد نتيجة مخيبة، بل مؤشر إضافي على أزمة شاملة تطال المنظومة بأكملها من دون استثناء، بأداء باهت، غياب استقرار فني، تراجع مستوى الدوري المحلي، وضعف في إنتاج المواهب الشابة.
وازدادت حالة الإحباط بعد المشهد المقلق الذي فرضه خروج منتخب الشباب قبل أشهر، ما فجر موجة انتقادات واسعة تجاه أداء المنتخبات الوطنية وبرامج التطوير التي باتت شبه غائبة.
فالمنافسة لم تصبح فقط مع القارة الإفريقية، بل مع كرة عربية تتطور بسرعة فائقه، ومصر لم تعد تحتمل إخفاقا جديدا، فالمشهد العام يوحي بأن الكرة المصرية تقف اليوم في مفترق طرق وسط مخاوف جماهيرية متصاعدة من تكرار الصدمات في الاستحقاق القاري المقبل “كأس الأمم الإفريقية”، في ظل حالة عدم الثقة بقدرة المنتخب الحالي على استعادة أمجاد بطولات 2006 و2008 و2010 حين كان الفراعنة رقما صعبا في القارة السمراء.
ولا يخفى على القائمين على كرة القدم أو الجماهير أن المنتخب الأول تحت قيادة حسام حسن لم يصل بعد إلى مستوى الجاهزية الفنية أو الإدارية للمنافسة على اللقب القاري.
ورغم أن النقاش العام يتركز غالبا على اللاعبين والمدربين، إلا أن جوهر الأزمة يتجاوز ذلك بكثير، فالمنظومة الرياضية لم تعد قادرة على مواكبة التطور العالمي في كرة القدم، فيما تراجع الدوري المصري بفعل اضطراب جدول المباريات فى الدوري الممتاز ودروي الدرجة الثانية، والضعف البدني الواضح، وغياب التخطيط طويل المدى.
في الوقت الذي تعاني فيه الكرة المصرية من التراجع، تعيش الكرة المغربية طفرة مبهره، سواء في كأس العالم أو تتويجات قارية متتالية لأنديتها، بجانب صعود لافت للمستوى الفني في السعودية وقطر والإمارات.
النجاح المغربي لا يعود فقط إلى وفرة المحترفين في أوروبا، بل نتيجة مشروع بدأ قبل أكثر من عشر سنوات يعتمد على بنية تحتية حديثة، وأكاديميات لرعاية الموهوبين، واستقرار فني وإداري، بينما لا تزال الكرة المصرية عالقة في دائرة الأخطاء المتكررة.
النهضة المغربية أصبحت نموذجا يحتذى به بعد أن اقترنت بالتخطيط الطويل ومحاربة الفساد، وهو ما تفتقده الرياضة المصرية التي لا تزال بحاجة إلى إصلاحات جذرية تعيدها إلى موقع الريادة.
فالأزمة باتت هيكلية بسبب التغيرات المستمر في الأجهزة الفنية، وغياب رؤية طويلة المدى، المسئول عنها اتحاد الكرة الذى يدير المشهد بشكل غير احترافي بقرارات ارتجالية تربك المنتخبات في مختلف الأعمار، بجانب عدم الاهتمام ببرامج تطوير الناشئين وتراجع إنتاج المواهب القادرة على المنافسة الدولية.
وفي ظل هذا المناخ المضطرب يصبح من الصعب بناء مشروع كروي حقيقي، بينما يزداد الضغط على المنتخبات قبل الظهور في بطولات عالمية وقاريه، لينتهي بنا المطاف بالخروج صفر اليديدن من معظم البطولات طوال السنوات الماضية.
يؤكد خبراء الإعداد البدني أن الفارق بين اللاعب المصري ونظيره الإفريقي أو العربي لم يعد مهاريا بقدر ما هو بدني، فمع توقف الأندية عن الاستثمار في برامج اللياقة الحديثة تراجع الأداء البدني للاعبين بشكل واضح، وهو ما يظهر عند مواجهة منتخبات شمال إفريقيا الأكثر جاهزية وقوة.
بينما يرى خبراء التدريب أن الأزمة الأكبر تكمن في تراجع منظومة الناشئين، إذ تعتمد أغلب الأندية الكبرى على شراء اللاعبين بدل صناعة جيل جديد، وفي وقت تبني فيه الدول العربية وعلى رأسها المغرب مراكز تكوين تضاهي الأكاديميات الأوروبية، ما زالت قطاعات الناشئين المصرية تدار بأساليب تقليدية تفتقد للرؤية.
أكبر نجاحات الكرة المصرية في تاريخها جاءت حين كان هناك مشروع واضح واتحاد مستقر وأهداف طويلة المدى، أما اليوم فالمشهد مختلف تماما: لا رؤية، ولا تخطيط، ولا استمرارية، بل قرارات متلاحقة معظمها وفقا للأهواء والانتماء، وهو ما يعمق الفوضى داخل المنتخبات والأندية.
الأزمة الحالية أعمق من مجرد خروج من بطولة، فهي نتيجة غياب مشروع حقيقي يربط بين المنتخبات والأندية، وتبني معايير واضحة للتطوير الفني والبدني والإداري، وإذا أرادت الكرة المصرية أن تستعيد موقعها الطبيعي فعليها التخلي عن الحلول المؤقتة والبدء في بناء المنظومة من القاعدة إلى القمة.
من عالم العقارات إلى الدبلوماسية الفظة.. كيف انعكست النزعة الفوقية في هفوات خطاب توم براك؟