Scifi a realita

[Hawk]

"Vědci přišli s myšlenkou motoru, který umožní kosmickým lodím cestovat nadsvětelnou rychlostí"

"V roce 1994 publikoval Miguel Alcubierre geniální řešení rovnic obecné teorie relativity. Jeho myšlenka, která se od té doby stala známou jako Alcubierrova metrika, umožnila kosmické lodi letět rychlostí více než 300 000 km/s, tedy rychleji než světlo, ale bez porušení fyzikálních zákonů, "

https://techsvet.cz/nejnovejsi-zpravy/v ... .sznhp.box

Tak pro zacatek by stacilo umet doletet k nejblizsim hvezdam za dobu prumerneho lidskeho zivota.

[Thales]

Ale neexistencia kvantovky má prinajmenšom tri zásadné historické dôsledky: v 40. rokoch počas veľkej vojny nevznikne atomová bomba a jadrový reaktor, v 1947 nevznikne polovodičový prvok tranzistor a v 1960 nevznikne laser (a predtým v 1952 maser)...

S tím nemůžu zcela souhlasit. Zajímám se dost o historickou elektroniku a v podstatě od dětství jí mám jako koníček (a později mě elektronika začala i živit i když ne ta historická). Kvantová teorie rozhodně nestojí za vznikem tehdejších polovodičů a objev bipolárního tranzistoru nebyl cílený, ale jen náhodný vedlejší efekt.

Vezmeme si to historicky: Že styčné plochy některých materiálů (obvykle oxidů kovů) vykazují nestejný odpor v závislosti na polaritě a napětí se vědělo už velmi dlouho. Těžko dopátrat jak dlouho, ale první zaznamenané systematické a cílevědomé pokusy tento jev prozkoumat pochází už z roku 1874 a má je na svědomí známé jméno - Braun. Jen tentokrát ne von Braun, ale Karl Ferdinand Braun. První praktické využití tohoto jevu přišlo poměrně brzy a to už v roce 1894, kdy byl tento polovodičový jev využit k detekci nově se rozvíjejícího oboru radiových vln. (Kde byla tehdy kvantovka?)

Vývoj těchto polovodičových detektorů, známých později jako polovodičové diody, vedl k řadě zajímavým a dnes už vesměs zapomenutým objevům. Jeden z nich však zapomenut nebyl - hrotový tranzistor. Ten skutečně objevili v roce 1947 jak známo John Bardeen a Walter Brattain z týmu Williama Shockleyho v Bellových laboratořích, to ví skoro každý. Ne každý však ví, že nikoliv na základě nějaké předchozí analýzy, že tak by to mělo fungovat (natož na základě kvantovky) a pak se hledalo řešení podobně jako dnes třeba u různých vesmírných jevů. Stále jsme v době, kdy velkou část objevů tvoří náhody a vedlejší efekty. Takže při pokusech o zdokonalení diody coby ultrakrátkovlnného detektoru v radiolokační technice (takže zase armáda) přišli na to, že když na jeden krystal dají ne jeden hrot jako obvykle, ale dva a jsou velmi blízko u sebe, tak se navzájem ovlivňují. To by samo o sobě asi nebylo nic nějak dramaticky překvapivého a velmi pravděpodobně to tvůrce napadlo už dopředu, že něco takového se stát může, ale nikdo asi nečekal jak silný ten jev bude. Ony se ty hroty ovlivňovaly ne třeba o 10%, ale třeba o 300% nebo i o víc podle toho, jak se jim to podařilo nastavit (platilo, že čím jsou hroty blíže u sebe, tím větší je vliv a tedy zesílení, dostali se až na vzdálenosti řádu mikronů). To znamená, že tranzistor zesiluje podobně jako elektronka-trioda, protože malým proudem řídící elektrody můžeme vyvolat mnohem větší změnu proudu mezi zbylými elektrodami. V tomto ohledu byl tento objev mnohem náhodnější než objev elektronky - triody v roce 1906 američanem Lee De Forestem, který po tomto jevu šel zcela cílevědomě a "jen" ladil, jak to udělat co nejefektivněji.

Tady si dovolím odbočit jednou perličku mimo téma: Že se dá třetí elektrodou ve dvouelektrodové vakuové elektronce-diodě ovlivňovat proud elektoronů, si povšiml už Edison. Máme o tom důkaz - poznamenal si to do deníku. Přestože si Edison patentoval doslova kdejakou blbost, aby jí mohl následně využít, tak tohle si nepatentoval. Nenapadlo ho, k čemu by to mohlo být dobré a tak mu unikl největší vynález v oblasti elektrotechniky minulého století. Jediné, co se s tímto objevem může srovnávat (a překonat ho) je právě objev tranzistoru. A tak si tento objev musel prakticky počkat až na De Foresta.

Ale ani s tím tranzistorem z roku 1947 to nebylo tak jednoduché. První hrotové tranzistory byly značně nedokonalé - měly kus od kusu parametry doslova ode zdi ke zdi a daly se snadno poškodit nebo zničit otřesy. Nepodařilo se nikdy realizovat seriozní výrobu v opravdu průmyslovém měřítku. Vyráběly se doslova pár let v malém množství než byly v roce 1951 nahrazeny mechanicky i výrobně vhodnější technologií. V 60. letech se objevil komerčně nový druh tranzistoru: tranzistor řízený polem, v angličtině field efect transistor, zkráceně FET. Tento typ tranzistoru měl zcela jiný princip činnosti i chování než tranzistor z roku 1947 objevený Shockleyho týmem. Novému typu tranzistoru byla předpovídána zářná budoucnost a dnes vidíme, že to tak opravdu je, protože tato technologie a z ní technologie odvozené, ovládly doslova celý svět. Právě z těchto struktur (ale zdokonalených) máme dnes všechny procesory, paměti a všechno to, co řídí, ovládá a komunikujenejen na zemi, ale i ve vesmíru. To, co ovládá starty raket.

Kde se ale vzaly ty tranzistory typu FET? Jak už to tak bývá, tak lidstvo musí o některé vynálezy zakopnout vícekrát, než si jich někdo všimne a ujme se jich. Krásným příkladem je třeba římský beton, který byl po celé období středověku zapomenut. Tady je to podobné, jen ty tranzistory to měly ještě těžší. První práce o těchto tranzistorech publikovali a nechali si patentovat už v roce 1925(!)fyzikJulius Edgar Lilienfeld a nezávisle na něm Oskar Heil v roce 1934. Tyto tranzistotry byly velice podobné a využívaly stejných principů, jako moderní tranzistory FET, které se komerčně objevily právě v 60. letech. Ani jeden z těch dvou však nepracoval pro světového giganta Bell labs (na rozdíl od Shockleyho týmu) a tak nedostali šanci na svém vynálezu pracovat, rozvíjet ho a přetavit ho v komerčně úspěšný výrobek. První, kdo tuto možnost měl byl až japonec Jun-ichi Nishizawa, kteří mezi lety 1950-1953 toto zázemí měli.

William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain za svůj objev z roku 1947 dotali v roce 1956 Nobelovu cenu za fyziku.
Julius Edgar Lilienfeld za svůj objev z roku 1925 a Oskar Heil za svůj objev z roku 1935 nedostali nic. Přitom zařízení, na kterých čteme tyto řádky pracují spíše díky nim. Nenajdete v nich jediný pohrobek tranzistoru z dílny Shockleyho, Bardeena a Brattaina.

Shodou okolností Shockleyho tým objevil tranzistor těsně po vypršení patentu Julia Edgara Lilienfelda.

Zajímavé je, že Československodokázalo svůj první tranzistor vyrobit už v roce 1955, to jest pouhé 4 roky poté, co v Bellových laboratořích představili první komerčně, průmyslově a hlavně masově vyrobitelný tranzistor vyrobený tzv. sléváním. Ten už měl rozumnější výrobní tolerance a nedal se tak snadno zničit otřesy nebo pádem. Jeho následníci tak mohli řídit start rakety Saturn V.

Tady si můžete něco málo počíst:
https://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_detector
https://en.wikipedia.org/wiki/Field-effect_transistor
https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor

Ale neexistencia kvantovky má prinajmenšom tri zásadné historické dôsledky: v 40. rokoch počas veľkej vojny nevznikne atomová bomba a jadrový reaktor, v 1947 nevznikne polovodičový prvok tranzistor a v 1960 nevznikne laser (a predtým v 1952 maser)...

Dôsledkom toho je "raketový šialenec z Penemunde" von Braun obesený ako nacistický zločinec (za raketové ostreľovanie Londýna a Antverp) a Koroľov môžno báda nad kvapalinovými raketami - ale pre protilietadlové systémy (sovietsky protilietadlový S-25 Berkut bol postavený ešte čisto na elektrónkach - kvantovku nepotrebuje). A možno zmrzne niekde na Magadane...

Armády totiž bez atomovej bomby nemajú dôvod k vývoju a stavbe veľkých diaľkových kvapalinových rakiet - neexistuje pre ne náklad, ktorý by im dával zmysel pri presnosti a operatívnosti použitia, ktorú dokážu dosiahnuť s elektronkami.
Vývoj kozmických rakiet je takto nesmierne spomalený. A bez polovodičov sú ich riadiace systémy "hlúpe"... Potrebujú stály dozor.

Takýto je zhruba svet, ktorý si načrtol - a logická cesta k nemu. Ale práve nie som si istý, či je v ňom splniteľná požiadavka "dopraviť relatívne bezpečne ľudí na Mars" - už Mesiac je pre elektronkové systémy výzva na hranici možného.

Takže tranzistor bychom měli.

Válku by spojenvi vyhráli i bez atomovky, jen by to možná trvalo déle a s většími ztrátami v Asii, ale ne o moc.

Tím spíš by bylo zajímavé vyrábět rakety jako zbraně, protože ty v sobě měli potenciál být tehdy nesestřelitelné (na rozdíl od bombardérů coby nosičů jaderných pum). Mohli by masově vyrábět rakety a pěkně z bezpečí je posílat na nepřítele. Byly by tak dobrou náhradou za atomovku i bez jaderné hlavice a vedlo by to k jejich rychlejšímu rozvoji.

Z toho plyne, že by nikdo nepopravil Von Brauna.