Alchymista píše: 19.9.2021 20:45
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
Alchymista píše: 19.9.2021 20:45
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.