ראשי חדשות פרס נובל לפיזיקה הוענק למפתחי ה-CCD

פרס נובל לפיזיקה הוענק למפתחי ה-CCD

2
0

ועדת פרס נובל הכריזה היום כי פרס נובל לפיזיקה לשנת 2009 יינתן לשלושה חוקרים: צ'ארלס קאו (Charles K. Kao) ממעבדות תקינת התקשורת בהארלו, בריטניה והאוניברסיטה הסינית של הונג קונג, וויליארד בוייל (Willard S. Boyle) וג'ורג' סמית' (George E. Smith) ממעבדות בל בניו ג'רזי. קאו זכה בפרס על תרומתו לפיתוח התקשורת בסיבים אופטיים ואילו בוייל וסמית' זכו בפרס על תרומתם לפיתוח ה-CCD.

ה-CCD (או בשמו המלא Charge-Coupled Device) פותח על ידי בוייל וסמית' בשנת 1969 כאשר עבדו במעבדות בל בניו ג'רזי. בוייל וסמית' עבדו באותה העת על פיתוח טלפון הוידאו ו"זיכרון בועה" (Bubble memory), סוג של זיכרון מחשב מגנטי אשר פותח במקור על ידי עמיתם ממעבדות בל אנדרו בובק (Andrew H. Bobeck) ותפס תאוצה בשנות ה-70 אך נזנח לבסוף לטובת הדיסק הקשיח בשנות ה-80.

בוייל וסמית' הצליחו לפתח מה שהם כינו "Charge Bubble Device"- התקן אשר איפשר להעביר מתח על פני השטח של מוליך למחצה. בשלב הראשון פיתחו למעשה בוייל וסמית' סוג של התקן זיכרון אשר אמור היה להוות שיפור של "זיכרון הבועה", אלא שמהר מאד הבינו כי הרעיון שהגו יכול לשמש כחיישן הרגיש לאור על ידי ניצול האפקט הפוטואלקטרי (האפקט הפיזיקאלי בגינו פוטונים של אור מומרים לזרם חשמלי. אלברט אינשטיין זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1921 בזכות ההסבר שסיפק לאפקט זה ובזכותו מתאפשר כיום הצילום הדיגיטלי כמו גם השימוש בתאים פוטווולטאים לייצור חשמל מאנרגיית שמש ומגוון התקנים אחרים).

Kodak-first-digital-camera
המצלמה הדיגיטלית הראשונה של חברת קודק מ-1975 (קרדיט: קודק)

לאחר פיתוח אב טיפוס ראשוני במעבדות בל ב-1969 החלו מספר חברות לפתח דגמים מסחריים של החיישן ובשנת 1973 הפכה Fairchild Semiconductor לחברה הראשונה אשר פיתחה ויצרה חיישן CCD (שחור לבן) ושנתיים מאוחר בדצמבר 1975 שיחררה חברת קודק את המצלמה הדיגיטלית הראשונה. ההתקן שגודלו כשתי קופסאות נעליים לערך עשה שימוש בחיישן ה-CCD של חברת Fairchild ברזולוציה של 100 על 100 פיקסלים (או 0.01 מגה פיקסל). התמונה בשחור לבן (מטושטש) שנתקבלה, הוקלטה על גבי קסטת טייפ (ממש כמו אלו אשר ליוו אותנו בשנות ה-80 לשמיעת מוזיקה) והמערכת כולה נזקקה ללא פחות מ-23 שניות תמימות בכדי לקרוא כל תמונה.

בוייל וסמית' - שינו את עולם הצילום (קרדיט: Nobel Foundation)
בוייל וסמית' - שינו את עולם הצילום (קרדיט: Nobel Foundation)

נדרש עוד למעלה מעשור בטרם החלו הרזולוציות של חיישני ה-CCD לעלות בצורה משמעותית ורק בשנת 1986 הצליחה קודק לייצר חיישן CCD ברזולוציה של 1 מגה פיקסל. אלא שהדרך לשוק המסחרי הייתה ארוכה עוד יותר. למעשה נדרשה רבע מאה מאז הוצגה המצלמה הדיגיטלית הראשונה של קודק ועד שהחלו להופיע מוצרים מסחריים בשוק בראשית העשור הנוכחי. אלא שמרגע שהופיעו עברו שנים ספורות בלבד בטרם הפופולאריות שלהם גברה במידה כזו שהם הכחידו במידה רבה את פורמט הפילם אשר שלט בתחום הצילום לאורך כל המאה ה-20.

קבלת פרס נובל על פיתוח ה-CCD בדיוק בשנה האחרונה של העשור הנוכחי אשר מסמל יותר מכל את הצלחתו של החיישן אותו פיתחו בוייל וסמית' היא סימבולית במיוחד. סמליות אשר רק מתחזקת בעקבות הכרזתה של קודק מיוני השנה על הפסקת ייצור הפילם עבור מצלמות אנלוגיות שכמעט והוכחדו בשל המצאתם של בוייל וסמית'.

באתר ועדת פרס נובל ניתן למצוא מידע רב נוסף וקוראים המעוניינים להעמיק בהיבטים הטכנולוגיים וההיסטוריים של פיתוח ה-CCD (כמו גם ה-CMOS) מוזמנים לעיין במסמך הבא (PDF) מאתר הוועדה.

טען עוד כתבות קשורות
טען עוד ב חדשות

2 תגובות

  1. אדי

    17/06/2013 ב 5:08 AM

    איינשטיין זכה אמנם בנובל על גילוי האפקט הפוטואלקטרי – אבל החלק החשוב ביותר בגליוי לא הובן עדיין באותה תקופה – וכיום מובן שהיה מדובר בעצם בקוונטיזציה של אור וקרינה. זה היה למעשה הגילוי המעשי הראשון של חלקיק-אור בשם פוטון.

    מקס פלנק שהמציא את הקונספט של קוונטיזציה והחיל אותו על אנרגיה ועל זמן, שמח בגילוי של איינשטיין, כי הגילוי הזה עזר לאשש את התיאוריות שלו בדבר קוונטיזציה של תופעות פיסיקליות.

    שניהם למעשה, הם האבות האמיתתים של מכניקת הקוונטים, והאבות המוכרים יותר, בור, שרדינגר, הייזנברג, דה ברוי, פאולי, ואפילו בני דור הצאצאים, לינוס פאולינג וריצ'רד פיינמן הביעו פליאה גדולה על כך שאיינשטיין דחה את מכניקת הקוונטים משך שנים רבות כפנטזיה שאין לה ממשות בעולם הפיסיקלי.

    השב

  2. עידו גנוט

    17/06/2013 ב 1:09 PM

    לא קל לקבל את תורת הקוונטים ולאינשטיין היה קשה במיוחד (אלוהים לא משחק וכו'). גם היום פיזיקאים רבים לא "מקבלים" את תורת הקוונטים אבל הם משתמשים בה כי היא מציגה תוצאים מדויקים בניסויים.

    השב

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *