وداعا للاجهزة المستخدمة حاليا.. إنجاز علمي جديد سيغير وجه العالم وصناعة الهواتف والحواسيب والالكترونيات
تاريخ النشر: 9th, November 2024 GMT
مقالات مشابهة أفلام 24ساعة مجانية بجودة HD.. استقبل تردد قناة دبي وان 2024 Dubai One TV
39 دقيقة مضت
روسيا تستعد لإطلاق ثاني أكبر كيان نفطي عالميًا بعد أرامكو السعودية؟45 دقيقة مضت
أجمل أغاني الأطفال مع جني مقداد .. تردد قناة طيور الجنة الجديد 2024 على مختلف الأقمار الصناعية وبجودة عالية47 دقيقة مضت
ابل قد تجلب نظام العدسات المتغيرة لسلسلة هواتف iPhone 18ساعة واحدة مضت
ما هو سعر مثقال الذهب اليوم في العراق عيار 21 السبت 9 نوفمبر 2024؟ساعتين مضت
المغرب يعلن سيارة تنافس عالميًا.. ويستعد للتصدير إلى 15 دولة
ساعتين مضت
إنجاز علمي جديد..تطوير ترانزستورات نانوية ثلاثية الأبعاد تتفوق على الحالية بـ 20 مرة
تُعدّ ترانزستورات السيليكون، هي العمود الفقري للإلكترونيات الحديثة، فهي المكون الأساسي في معظم الأجهزة الإلكترونية، ابتداءً من الهواتف الذكية ووصولًا إلى الحواسيب العملاقة، ومع ذلك، تواجه هذه الترانزستورات تحديًا جوهريًا يحد من قدرتها على العمل بكفاءة عالية.
ويعرف هذا التحدي باسم (طغيان بولتزمان) Boltzmann tyranny، وهو حد فيزيائي يمنع ترانزستورات السيليكون من العمل بكفاءة عالية عند جهد كهربي منخفض، ويعني ذلك أن هذه الترانزستورات تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة لتشغيل الأجهزة، مما يحد من عمر البطارية ويولد حرارة زائدة، ومع تزايد طلب الأجهزة الإلكترونية العالية الأداء، مثل تلك المستخدمة في مجال الذكاء الاصطناعي، أصبح التغلب على هذا التحدي ضرورة ملحة.
حل مبتكر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا:
في خطوة نحو تجاوز هذه القيود، تمكن باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من تطوير نوع جديد من الترانزستورات الثلاثية الأبعاد، التي تتميز بتركيبة فريدة من المواد شبه الموصلة الفائقة الرقة البديلة للسيليكون، التي تسمح لها بالعمل بكفاءة عالية عند جهد كهربي أقل بكثير من ترانزستورات السيليكون التقليدية.ولكن كيف تعمل هذه الترانزستورات الجديدة، وما مزاياها، وما أهمية هذا الابتكار في مجال الإلكترونيات والذكاء الاصطناعي؟
كيف تعمل هذه الترانزستورات الجديدة؟
تعمل ترانزستورات السيليكون في الأجهزة الإلكترونية كمفاتيح، فعندما نطبق جهدًا كهربائيًا عليها، فإنها تسمح للإلكترونات بالمرور عبرها، وتتحول من حالة (إيقاف) إلى حالة (تشغيل)، وبذلك تتمكن الترانزستورات من تمثيل الإشارات الرقمية (الصفر والواحد)، التي تشكل أساس جميع العمليات الحسابية في الأجهزة الإلكترونية.
ولكن من أجل تحويل الترانزستور من حالة الإيقاف إلى حالة التشغيل، يجب تطبيق جهد كهربائي يكفي لتجاوز حاجز الطاقة الذي يفصل بين حالتي الترانزستور، وتُعرف هذه العملية، باسم (منحدر التبديل)، وهو ما يحدد سرعة الترانزستور وكفاءته. فكلما كان المنحدر أكثر حدة، كان الجهد المطلوب لتشغيل الترانزستور أقل، وزادت كفاءته في استخدام الطاقة.
ولكن هذه الترانزستورات تواجه تحديات تمنع عملها عند جهد معين في درجة حرارة الغرفة، مما يؤدي إلى استهلاك كبير للطاقة، ونتيجة لذلك فإن الأجهزة الحديثة التي تعتمد على السيليكون لا تستطيع تحقيق الأداء المطلوب بأقل استهلاك للطاقة.ولتجاوز هذه القيود، طور الباحثون ترانزستورات بمواد أشباه موصلات جديدة، وهي: (أنتيمونيد الجاليوم) Gallium antimonide، و(زرنيخيد الإنديوم) indium arsenide، واستغلوا ظاهرة فريدة في عالم الكم تعرف باسم (النفق الكمومي) Quantum Tunneling، التي تسمح للإلكترونات باختراق حواجز الطاقة بدلًا من تجاوزها بشكل مباشر.
ويعني ذلك أنه يمكن تشغيل الترانزستور وإيقافه بجهد أقل بكثير مما هو مطلوب في ترانزستورات السيليكون التقليدية، مما يؤدي إلى تحسين كبير في سرعة الترانزستور.
وقد استخدم الباحثون أحدث التقنيات المتاحة في منشأة (MIT.nano) المتخصصة في الأبحاث النانوية لتطوير ترانزستورات نانوية ثلاثية الأبعاد تتميز بهياكل غير متجانسة من الأسلاك النانوية الرأسية التي يبلغ قطرها 6 نانومترات فقط – وهي تُعدّ أصغر ترانزستورات ثلاثية الأبعاد طُورت حتى الآن – مما سمح لهم بتحقيق (منحدر تبديل) حاد، ويعني ذلك أن الترانزستور يمكنه التنقل بسرعة بين حالتي التشغيل والإيقاف بأقل طاقة ممكنة.
وقد أظهرت التجارب التي أجراها الباحثون على هذه الترانزستورات أنها تحقق أداءً يفوق الأنواع التقليدية بنسبة تبلغ 20 مرة.
ويقول يانجي شاو، الباحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية التي نُشرت حول الترانزستورات الجديدة: “تُعدّ هذه الترانزستورات الجديدة قفزة نوعية في عالم الإلكترونيات. فهي لا تقتصر على أداء الوظائف التي يقوم بها السيليكون فحسب، بل تتفوق عليه بكفاءة طاقية كبيرة، مما يفتح آفاقًا جديدة لتطبيقات لم تكن ممكنة من قبل”.
كما يصف البروفيسور خيسوس ديل ألامو، أستاذ الهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، هذا الإنجاز بأنه اختراق علمي، مؤكدًا أن هذه التقنية الجديدة تتطلب فيزياء جديدة لتجاوز حدود التقنيات الحالية.
مزايا الترانزستورات الجديدة:
منحدرات تبديل حادة: تتميز ترانزستورات النفق الكمومي بمنحدرات تبديل حادة، مما يعني أنها قادرة على التنقل بسرعة بين حالتي التشغيل والإيقاف بأقل طاقة ممكنة.
كفاءة عالية في استخدام الطاقة: نظرًا إلى أنها تتطلب جهدًا أقل لتشغيلها، فإن ترانزستورات النفق الكمومي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من نظيراتها السيليكونية.أداء محسّن: من المتوقع أن تؤدي ترانزستورات النفق الكمومي إلى تطوير أجهزة إلكترونية أسرع وأصغر و
أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.
ما أهمية هذا الابتكار؟
يمثل هذا الاكتشاف قفزة نوعية في مجال الإلكترونيات، إذ يفتح الباب أمام تطوير أجهزة إلكترونية أسرع وأصغر وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. ويمكن أن يكون لهذا الابتكار تطبيقات واسعة في العديد من المجالات، بما يشمل:
تطوير الأجهزة: يساعد هذا الابتكار في تطوير أجهزة محمولة أكثر قوة في الأداء، وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، مما يقلل من الحاجة إلى أنظمة تبريد معقدة، ويطيل عمر البطاريات في الأجهزة، خاصة في تلك التي تعمل بالذكاء الاصطناعي.
الذكاء الاصطناعي: تتيح ترانزستورات النفق الكمومي إجراء عمليات حسابية معقدة بشكل أسرع بكثير؛ مما يسرع عمليات التعلم العميق وتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي.
إنترنت الأشياء: يمكن إدماج هذه الترانزستورات في أجهزة إنترنت الأشياء الصغيرة والقابلة للارتداء، مما يزيد من وظائفها وخفض تكلفتها.
الخطوات القادمة:
يواجه الباحثون حاليًا تحديًا يتمثل في تحقيق تجانس تام في أداء الترانزستورات النانوية عبر الشريحة بأكملها، لأن الاختلاف الطفيف في الأبعاد يمكن أن يؤثر بشكل كبير في سلوك الجهاز. لذلك، يسعون إلى تطوير تقنيات تصنيع أكثر دقة لزيادة تجانس الترانزستورات في الشريحة الواحدة، بالإضافة إلى استكشاف تصميمات جديدة للهياكل النانوية، مثل: الهياكل الزعنفية والترانزستورات النانوية الرأسية، لتحقيق أداء أفضل وأعلى موثوقية ممكنة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: معهد ماساتشوستس للتکنولوجیا الأجهزة الإلکترونیة أکثر کفاءة فی هذا الابتکار کفاءة عالیة
إقرأ أيضاً:
أغلى مكان للموت في العالم.. الضريبة التي دفعت الأثرياء للهروب السريع!
#سواليف
في #تحول_دراماتيكي، تواجه حكومة حزب العمال البريطاني #أزمة_متصاعدة بعد #موجة_نزوح #غير_مسبوقة #للأثرياء من البلاد، على خلفية تغييرات ضريبية جذرية قلبت صورة المملكة المتحدة من “جنة ضريبية” إلى واحدة من أكثر الدول تكلفة للأثرياء.
فقد كشفت تقارير حديثة أن أكثر من 10,800 مليونير غادروا بريطانيا في عام 2024، وسط توقعات بارتفاع العدد إلى 16,500 خلال 2025، ما يجعلها الدولة الأولى عالميًا في خسارة أصحاب الثروات، باستثناء الصين، وفقاً لما ذكرته شبكة “CNBC”، واطلعت عليه “العربية Business”.
لخص الوزير البارز في حكومتي توني بلير وغوردون براون العماليتين، بيتر ماندلسون، والذي يشغل حالياً منصب سفير المملكة المتحدة لدى الولايات المتحدة، نهج المملكة المتحدة في هذه الفترة على أفضل وجه. ففي عام 1998، قال لمجموعة من قادة الأعمال في وادي السيليكون: “نحن متساهلون للغاية بشأن ثراء الناس الفاحش طالما أنهم يدفعون ضرائبهم”.
مقالات ذات صلةومع ذلك، يتغير هذا الوضع الآن مع فرار الأثرياء من نظام ضريبي عقابي جديد، مع عواقب وخيمة محتملة على البلاد.
ضريبة الموت.. القشة التي قصمت ظهر “لندنغـراد”
قدّر وكيل العقارات الفاخر أستون تشيس أنه في وقت الغزو الروسي لأوكرانيا، كان حوالي 150 ألف روسي يعيشون في “لندن غراد” ويمتلكون عقارات سكنية بقيمة 1.1 مليار جنيه إسترليني (1.5 مليار دولار). لكن خروج الأولغاريشية الروسية لم يكن مؤثراً بصورة كبيرة ولم يحزن عليهم الكثير.
لكن الشرارة الفعلية انطلقت حين ألغت الحكومة البريطانية وضع “غير المقيم ضريبيًا” (non-dom)، الذي كان يسمح للأثرياء بتجنب دفع الضرائب على أصولهم الخارجية. لكن ما زاد الطين بلة هو قرار وزيرة المالية الجديدة، رايتشل ريفز، بإلغاء الإعفاءات على الصناديق الخارجية، ما يعني أن ثروات هؤلاء أصبحت عرضة لضريبة الميراث بنسبة 40%.
وكانت النتيجة نزوح جماعي لأسماء بارزة مثل ناصف ساويرس، أغنى رجل في مصر، وريتشارد جنود نائب رئيس “غولدمان ساكس”، وجون فريدريكسن قطب الشحن النرويجي. حتى لاكشمي ميتال، عملاق صناعة الصلب، يُقال إنه يدرس مغادرة البلاد.
ضربة مزدوجة للاقتصاد البريطاني
التداعيات لا تقتصر على الضرائب المفقودة فقط، بل تمتد إلى آلاف الوظائف في قطاعات مثل العقارات الفاخرة، الضيافة، الخدمات القانونية، والسلع الفاخرة. كما أن العديد من المؤسسات الخيرية والثقافية تعتمد على تبرعات هؤلاء الأثرياء.
ورغم أن الحكومة كانت تأمل بجني 2.7 مليار جنيه إسترليني سنويًا من هذه التعديلات، إلا أن دراسات مثل تلك الصادرة عن “أوكسفورد إيكونوميكس” تحذر من أن السياسة قد تنقلب على الحكومة وتكلفها خسائر صافية.
بدأت الأمور تتغير على نطاق أوسع خلال الفترة التي سبقت الانتخابات العامة العام الماضي، عندما سعى جيريمي هانت، وزير الخزانة آنذاك، إلى التفوق على منافسيه من حزب العمال في ميزانيته لشهر مارس 2024.
عيب في النظام الضريبي يعود إلى عام 1799
أعلن أنه اعتباراً من أبريل 2025، ستلغي المملكة المتحدة ما يسمى بوضع “غير المقيمين” – وهو عيب في النظام الضريبي يعود تاريخه إلى عام 1799، والذي سمح للأثرياء المقيمين في بريطانيا ولكنهم لا يعتبرونها موطنهم الدائم، أو “موطنهم”، بدفع ضريبة المملكة المتحدة فقط على الدخل المكتسب في البلاد أو المحول إليها.
كانت هذه سياسةً رائدةً لحزب العمال، وقد استغلّ الحزب نجاحه من كون أكشاتا مورتي، المولودة في الهند، زوجة رئيس الوزراء السابق ريشي سوناك، واحدةً من حوالي 74 ألف شخص تمتّعوا بوضعية غير المقيمين في السنة المالية 2022-2023 (وهي آخر سنة ضريبية تتوفر عنها أرقام).
ولكن عندما فاز حزب العمال في الانتخابات، في يوليو من العام الماضي، قررت المستشارة المعينة حديثاً، راشيل ريفز، أنها بحاجة إلى الحفاظ على قيادة الحزب في هذه القضية. لذلك ألغت الإعفاء على الصناديق الاستئمانية الخارجية – مما قد يُعرّض كامل الثروة العالمية لهؤلاء الأفراد لضريبة الـ 40%.
بين عشية وضحاها، حوّلت المملكة المتحدة من واحدة من أكثر الوجهات جاذبيةً لأثرياء العالم إلى واحدة من أغلى الأماكن للموت في العالم.
انخفاض المعاملات المتعلقة بمنازل الأثرياء
تُقدر شركة لونريس، التي تتتبع نشاط أسواق العقارات الرئيسية في لندن، أن عدد المعاملات المتعلقة بمنازل الأثرياء انخفض بنسبة 36% في مايو من هذا العام مقارنةً بالشهر نفسه من العام الماضي. في الوقت نفسه، تُشير بيانات سجل الشركات إلى أن أكثر من 4,400 مدير قد غادروا المملكة المتحدة في العام الماضي، مع تسارع وتيرة المغادرة في الأشهر الأخيرة.
بينما أشارت دراسةٌ نشرتها شركة الاستشارات “أكسفورد إيكونوميكس” في سبتمبر/أيلول من العام الماضي، استناداً إلى استطلاعٍ شمل غير المقيمين ومستشاريهم، إلى أن 63% منهم سيغادرون خلال عامين من تطبيق الإجراء. وبغض النظر عن الاستطلاعات، تتوقع “أكسفورد إيكونوميكس” مغادرة ما يصل إلى 32% من غير المقيمين، وفي ظل هذا السيناريو، ومع دفع غير المقيمين 8.9 مليار جنيه إسترليني كضرائب في الفترة 2022-2023، ستبدأ هذه السياسة في تكبد الخزانة العامة تكاليف باهظة.
أدركت الحكومة، متأخرةً، أنها تواجه مشكلة. للأسف، ربما فات الأوان لجذب غير المقيمين الذين غادروا البلاد بالفعل، إلى جانب آخرين غادروا البلاد بسبب فرض ضريبة القيمة المضافة على الرسوم المدرسية، والتغييرات في إعفاءات الممتلكات الزراعية والتجارية، التي عرّضت العقارات والشركات التي كانت معفاة سابقاً لضريبة الميراث لأول مرة.
هل تتراجع حكومة العمال؟
رغم الشعبية التي تحظى بها سياسات “العدالة الضريبية” بين ناخبي حزب العمال، إلا أن الضغوط تتزايد على الحكومة لإعادة النظر في بعض الإجراءات، خصوصًا مع اقتراب العام الدراسي الجديد، حيث يخطط كثير من الأثرياء للرحيل قبل سبتمبر.
لكن التحدي الأكبر أمام ريفز هو التراجع دون أن يبدو وكأنه تراجع، في وقت تتزايد فيه الأصوات المحذرة من أن “العدالة الضريبية” قد تتحول إلى كارثة اقتصادية صامتة.
نشرة التوك شو| توجيه رئاسي عاجل للحكومة بشأن الطريق الإقليمي