تصاویر زیر، دو نمای مختلف از مدل های کامپیوتری نانو لوله های کربنی (carbon nanotube) - یک نوع نِی در مقیاس اتمی - را نشان می دهند. این نانو لوله های کربنی که در آن ها هر اتم کربن در یک زمان ایجاد شده اند، نمونه ای پیشگام از نوع جدیدی از دستگاه ها می باشد که آنقدر کوچکند که با چشم غیر مسلح و حتی با اکثر میکروسکوپ ها قابل مشاهده نیستند. این دستگاه ها به شدت قوی هستند و در عین حال فقط به اندازۀ چند اتم قطر دارند. دستگاه های کوچکی مانند این در سال های آینده می توانند زندگی ما را به طرز چشمگیری تغییر دهند. در واقع برخی از محققان معتقدند که "عصر نانو" هم اکنون آغاز شده است و ما در آن به سر می بریم. حشرۀ "مرد مولکولی" که از \(28\) مولکول مونوکسید کربن ساخته شده است و همچنین گیتاری که در تصاویر زیر می بینید، نتیجۀ سرگرم شدن محققان با فناوری نانو می باشد. فناوری نانو، علم و فناوری نوظهوری است که در آن با اتم ها دستگاه های مکانیکی ساخته می شوند و هدفشان کنترل انرژی و حرکت در سطح اتمی می باشد. هنگامی که فناوری نانو تکمیل شود، ماشین های میکروسکوپی قادر خواهند بود که وظایف پیچیده را اتم به اتم، یا مولکول به مولکول انجام دهند. یک دستگاه رباتیک بسیار کوچک را تصور کند که می تواند طوری برنامه ریزی شود که محصولات خاصی مانند کاغذ یا فولاد را به سادگی با استخراج اتم های مورد نیاز از جو تولید کند. این روش درست مانند روشی است که یک گیاه سیب زمینی مواد مغذی را از خاک، آب و هوا جذب می کند و آن ها را برای ایجاد سیب زمینی های بیشتر، سازماندهی می کند.








تصور کنید دستگاهی بتواند با سازماندهی مجدد اتم های زغال سنگ، الماس تولید کند یا با جفت کردن اتم های هیدروژن و اکسیژن، آب تولید کند. چه می شود اگر بتوان همان دستگاه را طوری برنامه ریزی کرد که با بازچینش مجدد اتم های موجود در آلاینده های رایج، هوا را تمیز کند، یا با ترمیم سلول های آسیب دیده، بیمار را درمان کند؟ حتی درک این که این فناوری می تواند در زندگی روزمرۀ ما و روابط و فرآیندهای بی شمار شیمیایی، بیولوژیکی، و فیزیکی حاکم بر جهان ما، چه تأثیری بگذارد، دشوار است. با این حال یک چیز مسلم است: فناوری نانو یک روش جدید برای مهار و تبدیل ماده و انرژی است و آن را به یک کاربرد مهم علمی که ما آن را فیزیک می نامیم، تبدیل می کند. در طول این دورۀ آموزشی شما با فرآیندهای انجام فیزیک درگیر خواهید شد. شما سوالاتی خواهید پرسید، فرضیه هایی تشکیل خواهید داد، تحقیقاتی را طراحی کرده و به انجام خواهید رساند، مدل هایی ایجاد خواهید کرد و از نظریه ها برای توضیح یافته هایتان استفاده خواهید کرد و مسائل مربوط به فیزیک را حل خواهید کرد. به طور خلاصه، شما یاد خواهید گرفت که مانند یک فیزیکدان فکر کنید. فعالیت های این دوره دارای سطوح مختلفی از پیچیدگی هستند. در علم، مشابه سایر رشته ها، ساده ترین سوال ها و بررسی ها اغلب جالب ترین و مهم ترین پاسخ ها را آشکار می سازند.