دکتر سید سلمان فاطمی

سوپاپ ها یا ترانزیستورهای زیستی(قسمت سوم)
آیا رادیوهای ترازیستوری را به خاطر دارید؟ در گذشته ی نه چندان دور رادیوها فقط دارای چند ترانزیستور محدود بودند و مرد، قدرت و قوت آن ها را نظر به تعداد ترانزیستورهایشان اندازه می گرفتند.

ترانزیستور چیست و در مورد آن چی می دانید؟
آیا می دانید که در یک میکرو چیپس ساده ی کامپیوتر چند ترانزیستور جا بجا شده است؟

برای نخستین بار در سال 1907 لوله های الکترونی (thermionic triode) ساخته شد که نخستین گام برای ساختن ترازیستور محسوب می شد. از این لوله ها یا تیوب های شیشهء (thermionic triode) که سیگنال های الکترونیک را تقویت می کردند در تکنولوژی رادیویی و تلگراف راه دور استفاده می شد، اما مصرف برق و تولید آن ها زیاد و این تیوب ها خیلی شکننده بودند.

فقط در دهه ی پنجاه بود که ترازیستور، دنیای تکنولوژی الکترونیک را کاملاً دگرگون کرد و راه را برای تولید رادیوها، ماشین های حساب و بالاخره کامپیوتر های ارزان تر هموار ساخ. ترازیستور یک وسیلهء نیمه هادی برق است که سیگنال های الکترونیک را سوییچ و تقویت میکند و دارای حداقل سه ترمینال است.

فقط بیست سال قبل، وسایل الکترونیک دارای چند ترازیستور محدود بودند و در تولید آن ها از مواد و عناصر قیمتی استفاده می شد. به همین دلیل قدرت و توانایی آن ها هم محدود بود.

زمانی که میکروچیپ ها به دنیای تکنولوژی الکترونیک معرفی شدند، یک انقلاب غیر قابل تصور در تکنولوژی الکترونیک رخ داد. تصور می شد که دیگر برای تغییر در ساختار میکروچپ های الکترونیک جایی باقی نمانده باشد. اما با گذشت زمان، تعداد ترازیستورهای جابجا شده در میکروچیپ ها افزایش یافت
این روزها کامپوتر های معمولی دارای میکروچیپ هایی هستند که در آن ها ملیارد ها ترازیستور جابجا شده است و تصور می شود که میکروچیپ ها به ظرفیت نهایی شان رسیده اند.

اما اعلان اخیر پوهنتون سوتویلس استرالیا (South Wales in Australia) نشان داد که هنوز هم تغییر در تکنولوژی الکترونیک ممکن است. یک تیم مشترک پوهنتون هلسنکی و پوهنتون سوتویلس استرالیا بعد از دوسال تحقیقات موفق به ساختن ترازیستور هایی شده اند که اندازه آن فقط یک اتم می باشد.

این دانشمندان یک اتم فسفور (phosphorus) را در محیط سلیکون به شیوه یی جابجا کرده اند که همه ی قطب های الکترونیک آن دقیقاً جابجا شده و کاملاً فعال اند.

به این ترتیب با ساختن ترازیستورهای یک اتمی بازهم پایه های اساسی تکنولوژی الکترونیک یک بار دیگر دگرگون می شود و ظرفیت میکروچیپس ها به تریلیونها ترازیستور افزایش می یابد و رویای ساختن کمپیوترهای کوانتومی (quantum) به حقیقت نزدیک تر می شود.
ولی آیا قضیه در اینجا تمام می شود؟
آیا ارتباط های الکتریکی فقط در میان کابل مدارهای الکترونیک وجود دارد؟
این ارتباط ها در میان همه ی سلول های بدن هم هست. این سلول ها از طریق سیناپس ها با هم در ارتباطند و این سیناپس ها در سلول های عصبی به تکامل و ارتقایی واقعی می رسند؛ به طوری که یک سلول عصبی میتواند با ده ها سلول دیگر در یک لحظه در ارتباط باشد. در این سیناپس ها ترشحاتی وجود دارد که باعث ارتباط با سلول مجاور میشود. تغییر در میزان این ماده یا نوع آن و سرعت ترشح آن، میتواند نوع ارتباط را تغییر دهد.

به این ترتیب برای یک سیناپس عصبی، میلیون ها انتخاب وجود دارد: از تغییر مولکول های ترشحی تا زیاد و کم کردن ترانسمیترها یا ایجاد یا حذف هزاران گیرنده ای که کاملا میتواند تاثیر ترانسمیترها را بر سلول مجاور تغییر دهد. این قابلیت، به سلول های عصبی امکان انعطاف زیادی را میدهد که میتواند مغز را سازگار با محیط و تغییرات مجاور کند.(برای بررسی سیناپس یا عصبی و نقش مهم تکاملی آن به مقاله ی برخی سيناپسها طی تکامل و رشد از بین میرونددر کانال تلگرام دکتر سید سلمان فاطمی مراجعه شود.)

چنین عرصه ی وسیعی از توانایی برای انتقال، از سیناپس ها ترانزیستورهای بسیار قوی ای میسازد- که به خوبی به وسیله ی انسان قابل دستکاری و تنظیم است. جالب اینکه از این هم میتوان فراتررفت و در سطح مولکولی روی واسطه های اصلی ترشح و ساخت پروتئین کار کرد. این واسطه ها مولکول های RNA polymerase هستند که روی DNA حرکت می کنند و RNA می سازند.

این فرایند به وسیله ی آنزیم های دیگری به نام اینتگراز کنترل و تنظیم میشود. یعنی اینتگرازها با تنظیم حرکت RNA polymerase روی دی ان ای، نقش مهمی را در پروتئین سازی بر عهده دارند و میتواند این حرکت و فعالیت را کم و زیاد کند. تاثیر این تنظیم کننده ها با توجه به پایه ای و ریشه ای بودن آن و نقش آن در تولید میلیون ها میلیون پروتئین، بسیار بیشتر و قدرتمندتر از تنظیم کننده های درشت است.

با کشف ترانزیستور اتمی(فسفوری) و یا انتقال مادی پیام به شکلی فراتر به وسیله ی انتقال الکترومغناطیس و حتی انتقال فرامادی پیام از طریق تاثیری- که نگاه و هوشیاری بر رفتار ذرات کوانتومی دارد- از این، باز هم میتوان فراتر رفت. اینها راه را برای کارهای بسیار پیچیده تر و بزرگتر و قدرتمندتر باز میکند.(توصیه میشود به مقاله ی کشف شکل جدیدی از ارتباط نورون‌ها در مغز: ارتباط وایرلس و نیز مقاله ی ارتباط شگفت انگیز مغز انسان و فیزیک کوانتوم در همین کانال مراجعه شود.)
http://elecompweb.com/build-talkie-single-atomic/
https://da.azadiradio.com/a/24493887.html
https://fa.evidentista.org/323882-6311