גלובס - עיתון העסקים של ישראלאתר נגיש

המיקרוסקופ שיאפשר לענות על אחת החידות הגדולות בפיזיקה

ד"ר עדו קמינר בנה מיקרוסקופ אלקטרונים יחיד מסוגו, שמגלה מה קורה לאלקטרון במפגש עם אור ● בעתיד, הטכנולוגיה הזאת תוכל לעזור למקד קרינת רנטגן

ד”ר עדו קמינר / צילום: איל יצהר, גלובס
ד”ר עדו קמינר / צילום: איל יצהר, גלובס

השאלה מה קורה במפגש בין אור לאלקטרון היא אחת השאלות הכי בסיסיות בפיזיקה: האם הוא מתנהג כחלקיק או כגל? לשאלה הזאת יש גם השלכות יישומיות בעולם הרפואה, אבל כשד"ר עדו קמינר בנה את מיקרוסקופ האלקטרונים שלו, המטרה שלו הייתה קודם כול להבין מה קורה בתהליך הקוואנטי של כניסת ויציאת האנרגיה אל האלקטרון וממנו. איך בתוך התהליך הזה, האלקטרון משלב בין היותו חלקיק וגל. "זו החידה הכי גדולה בפיזיקה הקוואנטית ויש שיגידו בפיזיקה בכלל", הוא אומר.

"אנחנו יודעים שאלקטרון הוא גם גל וגם חלקיק, אבל לא יודעים מתי ואיך בדיוק הוא מפסיק להיות גל ומתחיל להיות חלקיק. ובמקרה הזה - האם כשאנחנו פוגעים באלקטרון עם קרן אור וגורמים לו להפיק קרינת רנטגן, הוא מתנהג כגל או כחלקיק? יש היום עדויות סותרות".

הדרך לבניית המיקרוסקופ שיחקור את התופעה לא הייתה חלקה. "כשהקמנו את המעבדה שבה הקבוצה שלי מבצעת את הניסויים שלנו, בהשקעה מאוד גדולה, אמרו לי חוקרים אחרים: למה צריך כזאת השקעה? תעשה את הניסויים בחו"ל. היום מצחיק לחשוב על זה", אומר קמינר, ראש המעבדה לדינמיקה קוונטית של אלומות אלקטרונים ע"ש רוברט ורות מגיד בפקולטה להנדסת חשמל בטכניון. בזכות המכשיר שהתעקש לבנות, הוא מצליח לחקור תופעת יסוד בפיזיקה הקוואנטיתלהראות שבמפגש עם אור, האלקטרון מתנהג כגל. המחקר של קמינר וקבוצתו התפרסם השנה בכתב העת Nature. 

בעקבות החוקר המצרי 

מכשיר שבנה קמינר הוא מיקרוסקופ אלקטרונים, שמשמש בדרך כלל כדי לחקור חלקיקים אחרים. הפעם, האלקטרונים עצמם היו לב המחקר. "מיקרוסקופ האלקטרונים הוא המכשיר שבזכותו, למשל, כולנו ראינו תמונה של וירוס הקורונה", אומר קמינר. "האלקטרונים עוברים דרך האטומים ונקלטים בצד השני, ולפי ההפרעה לתנועת האלקטרון, אנחנו לומדים מה היה בדרך. האלקטרון נושא בתוכו מעין תבנית של כל מה שעבר עליו.

"אנחנו אמרנו לעצמנו שבמקום לבחון איזו הפרעה נוצרה לאלקטרון כשהוא עובר דרך חלקיקי חומר אחרים, נבחון איך משתנה ההפרעה לאלקטרון חופשי כשהוא עובר דרך אור. בעצם אנחנו מייצרים אלקטרון בתוך המכשיר באמצעות קרן לייזר, ומודדים מה קורה לו בגלל המפגש עם האור שכלוא בתוך המערכת שלנו, כתלות בסוג האור שאנחנו משגרים לתוך המערכת. ומה שראינו הוא שהאלקטרון מתנהג כגל ולא כחלקיק לאורך כל המפגש".

נשמע כמו חתיכת גילוי.
"היו עדויות מוקדמות יותר לכך, אבל היו גם עדויות סותרות. מי שהראה את התופעה לראשונה הוא זוכה פרס הנובל אחמד זוויל ז"ל, שהיה המצרי הראשון לקבל פרס נובל במדעים, ובעל השפעה משמעותית בעולם החינוך והמדע, עד כדי כך שאפילו ציפו ממנו לרוץ לנשיאות מצרים בסוף תקופת מובארק. בשנות חייו האחרונות הוא פיתח שיטה חדשנית המשלבת מיקרוסקופיית אלקטרונים עם לייזר, והראה שכך אפשר לאפיין את השינויים החלים באלקטרון ברמות חסרות תקדים.

"השימוש בלייזר מאפשר ליצור מיקרוסקופ אלקטרוני עם חתימת זמן. היתרון של המערכת שלנו הוא האפשרות למדוד את ההפרעה לאלקטרון שעבר דרך חומר, וגם לשנות את סוג האור שבו אנחנו מקרינים אותו ואת התזמון. התוצאה היא שנוכל לראות תמונה כמו וידיאו, למשל איך אור זורם בתוך חומר. כלומר ראינו את ההפרעה שהאור יוצר על האלקטרון, כיצד היא משתנה במועדים שונים, ומתוך זה הבנו מה קרה לאור. זו תגלית לא פחות גדולה מזו של זוויל בתחום הזה.

"במבט קדימה, אחד היעדים הגדולים בתחום שלנו, שלקראתו אנחנו מתקדמים בחודשים האחרונים בצעדים גדולים, הוא לראות תהליכים של תנועה מהירה של חומר (ולא רק של אור). אפשר לדמיין שיום אחד נוכל לראות איך וירוס הקורונה חודר לתוך התא".

למערכת שבנה קמינר עשוי להיות גם פן יישומי ברפואה. "בני האדם מצליחים היום מאוד ביצירת קרינה בספקטרום של האור הנראה ושל רוב הגלים הארוכים ממנו, כגון תחום האינפרה אדום שתקשורת האינטרנט רצה עליו, או גלי המיקרו והרדיו, שעליהם מבוססת תקשורת הסלולר והלוויין - כולם סוגים של אור, וכל אחד מהם הוא עולם שלם של טכנולוגיה. לעומת זאת, כשאנחנו מייצרים קרינה באורכי גל קצרים יותר, לדוגמה רנטגן, היא באיכות מאוד נמוכה. למשל, היא מתפזרת לכל עבר, וגם מפוזרת בתדר שלה, כלומר אין לה 'צבע'. היא דומה יותר לפנס מאשר ללייזר. המעבדה שהקמנו מאפשרת לפתח טכנולוגיה שתעזור לייצר קרינת רנטגן איכותית וממוקדת". 

ד"ר עדו קמינר
בן 34 ● ראש המעבדה לדינמיקה קוונטית של אלומות אלקטרונים, הפקולטה להנדסת חשמל בטכניון ● המחקר הבא שלי: הדגמה של ייצור קרינת רנטגן מחומרים חדשים שנקראים ואן דר וואלס

מחקר בולט בתחום מחו"ל
"מחקר בהובלת פרופ' דיוויד ברנר מאוניברסיטת קולומביה, המתעד קרינה בתדר ספציפי בתחום האולטרה-סגול שיכולה להרוג וירוסים בלי לפגוע בבני אדם. הם עשו את העבודה הראשונה בנושא כבר לפני כמה שנים, אבל השנה הצליחו להביא עדויות חזקות שזו קרינה שאינה מזיקה לבני אדם"

עוד כתבות

טראמפ רוקד בעצרת באוהיו בשבת / צילום: Jeff Chiu, Associated Press

הסושיאל הולך להכריע את הבחירות בארה"ב. השאלה לטובת מי

ביידן מצידו עוד לא סיים ללמוד על הסושיאל את מה שטראמפ הספיק כבר לשכוח ● מאידך, הוא הספיק ללמוד לא מעט מהטעויות של הילארי ● אמנם עוד לא ניתן לדעת מי ינצח ואפילו לא מתי נדע זאת, אבל מנצח בטוח אחד כבר יש

גונן אוסישקין  / צילום: סיון פרג'

מנכ"ל אל על יעזוב את תפקידו על רקע חילופי השליטה בחברה

כפי שפורסם ב"גלובס", הדירקטוריון החדש כבר החל בהקמה של ועדת איתור לחיפוש אחר מנכ״ל חדש יחד עם רוב השדרה הניהולית שצפויה להתחלף ● גונן אוסישקין צפוי לעזוב את התפקיד בינואר 2021

בריכת שחיה/  צילום: יחצ

פעילויות ספורט לילדים, צימרים ודרייב אין: אלו המקומות שיפתחו בשבוע הבא

קבינט הקורונה אישר הלילה כי החל מיום ראשון הקרוב יחזור הספורט לילדים ונוער בספורט התחרותי בכל הענפים, ובנוסף יפתחו מעל ל-200 אתרי מורשת ● בנוסף הקבינט אישר הלילה גם את הפעלת המועדוניות הנותנות שירותים חברתיים להפגת בדידות הקשישים ברשויות המקומיות

בנימין נתניהו / צילום: שמוליק גרוסמן, דוברות הכנסת

קריאת ההשכמה לנתניהו, המרוץ הרדום לנשיאות ואיך ייראו בחירות בימי קורונה?

יותר קלפיות, אמצעי מיגון ומוקדי הצבעה מיוחדים לחולים ומבודדים - כל זה צפוי להעלות את תקציב ועדת הבחירות באופן דרמטי לקראת הבחירות הבאות ● בינתיים, ראש הממשלה נתניהו קיבל באריאל עוד קריאת השכמה, בעוד המירוץ למשכן הנשיאות נראה רדום במיוחד

איור: עובדיה בנישו

דורשים רק מזומן ובלי רגשות אשם: הכלכלה השחורה פורחת בחסות הסגר השני

בחסות התנהלות הממשלה וחוסר האמון הציבורי, פורחת הכלכלה השחורה ● הספר שמגיע לבית הלקוח בהיחבא, הקוסמטיקאית ש"לא מפחדת למות מקורונה, אלא מפחדת למות מרעב", מאמני הכושר, השפים ויתר העצמאים שמקבלים תשלום בשחור, בלי לחשוב פעמיים

דרור פויר / צילום: יונתן בלום, גלובס

עִזבו אותי לגסוס במסדרון, הצילו את נטלי דדון!

המרוץ לפיתוח החיסון הוא בקושי חימום ומתאבן למרוץ האמיתי - המרוץ לחיסון עצמו ● ואם אתם לא חושבים שהמקורבים יזכו לחיסון ראשונים, כנראה שהפרוטקציה שלכם כל-כך חזקה שאתם כבר לא שמים לב אליה

בנימין נתניהו / צילום: שמוליק גרוסמן, דוברות הכנסת

רה"מ לסוחרים: "התחלואה מזנקת בעולם, מבקש מכם לשתף פעולה עוד כמה ימים"

רה"מ פנה באמצעות חשבון הטוויטר שלו לסוחרים לאחר שחלקם איימו להפר את הנחיות הממשלה ולפתוח חנויות וביקש מהם להמתין ל-8 בנובמבר ● התאגדות הרשתות: "אין לנו עוד כמה ימים, לחלקנו אין אפילו עוד כמה שעות"

מבצעים ברשתות אופנה ומזון / צילום: שני מוזס, גלובס

העליון שם סוף לשיטת המבצעים הפופולרית: הפסיקה שמסעירה את ענף המזון והאופנה

ביהמ"ש העליון אשרר את החלטת המחוזי בת"א לפיה גם במקרה של מבצעים קצרי מועד יש לציין על המוצר או על שלט את המחיר הסופי לאחר ההנחה, ולא ניתן יותר להסתפק רק בהצגת אחוז ההנחה ● עו"ד סיטון-זלקינד המייצגת קמעונאיות בתחום האופנה והמזון: "נטל כבד ביותר על הקמעונאים שעלול להביא להימנעות ממבצעים קצרי טווח"

נטפליקס. עלייה מסיבית בצריכת שירותי טלוויזיה בארה"ב / צילום: Antoine Kreme, רויטרס

נטפליקס רוכבת על הקורונה ומעלה את מחירי החבילות בארה"ב

לעת עתה הדיווח מתייחס בארה"ב ולא לשאר העולם אך אין לדעת ● הסיבה היא הגידול בתחרות מצד שחקניות חדשות שמוזילות את מחירי החבילות

דליפת נפט בנמל קצא"א באשקלון / צילום: דוברות המשרד להגנת הסביבה

כ-3 ק"מ מהחוף: אירוע דליפת נפט בנמל קצא"א באשקלון

אירוע מקומי של דליפת נפט התרחש הבוקר בנמל קצא״א באשקלון ● לפי המשרד להגנת הסביבה מדובר באירוע נקודתי, אך מתקן ההתפלה הושבת ליתר ביטחון לאחר התייעצות עם משרד הבריאות

ג'ק דורסי / צילום: Anushree Fadnavis, רויטרס

טוויטר עקפה את תחזית הרווח וההכנסות אך המניה מתרסקת במסחר המאוחר

ברבעון בו הגבילה החברה את ציוצי הנשיא טראמפ, והצהירה על כוונתה לקדם שיח בריא ברשת, טוויטר רשמה עלייה נמוכה מהצפוי במספר המשתמשים ● הזהירה מפני חוסר וודאות לקראת הבחירות בארה"ב בכל הנודע להתנהגות המפרסמים

תומכי ג'ו ביידן במיאמי, פלורידה / צילום: MARCO BELLO, רויטרס

החולשה של מדינות "חגורת החלודה" הפכה לצרה צרורה עבור טראמפ

מדינות עם בסיס תעשייתי חזק כוויסקונסין, פנסילבניה, אוהיו, ומישיגן לא השתתפו בחגיגת הצמיחה של ארה"ב בקדנציה הראשונה של טראמפ ● ג'ו ביידן לא מתכוון להחמיץ את ההזדמנות לקרוץ להן ולהפיל על הנשיא המכהן את הדשדוש שאליו נקלעו

משימת אפולו 14. הפעם האחרונה שבני אדם נחתו על הירח הייתה ב־1972 / צילום: NASA, רויטרס

גילויים חדשים, תוכניות ישנות: בנאס"א מעיזים שוב לדבר על שיגור בני אדם לירח

אחרי שנים שבהן הפוקוס עבר למאדים, בנאס"א מעיזים שוב לדבר על שיגור בני אדם לירח. הגילוי האחרון של מים שם עשוי לקדם את התוכניות להקמת התיישבות שם • ד"ר יוג’ין טו, מנהל מרכז המחקר של נאס"א, מדבר על הניסיונות לקצר את זמן ההגעה לירח, על השלכות השימוש בחומרי גלם ממנו ועל חלוקת העבודה בין המגזר הציבורי לפרטי

חנויות סגורות בקניון דיזנגוף סנטר. סגר סבב ב' / צילום: כדיה לוי, גלובס

רשתות האופנה והמסעדות התייאשו: מפסיקות את הדיונים עם הממשלה

הצהרת התאגדות רשתות המסחר, האופנה וההסעדה להפסיק את ההתדיינות מול הממשלה מגיעה לדבריהם לאחר ש"פניותיהם נפלו על אוזניים ערלות" ● "החל מיום ראשון כל אחד יהיה חייב לקבל את ההחלטה הטובה ביותר עבורו, עבור עובדיו ועבור משפחתו"

נתב"ג בימי קורונה / צילום: כדיה לוי, גלובס

משרד הבריאות: סרביה תהפוך למדינה האדומה הבאה

החל מה-8 בנובמבר הנכנסים מסרביה יחויבו ב-14 ימי בידוד ● מדינות נוספות שייכנסו לרשימת המדינות האדומות הן איטליה, גרמניה, לטביה וליטא

אפי נוה  / צילום: שלומי יוסף

פרשת אפי נוה: מרוב עצים לא רואים את סימון המטרה

לא זכורה לי דוגמה כה קיצונית כמו פרשת אפי נוה, שבה המערכת נרתמה לדרוס מכל זווית אפשרית אדם שסומן על ידה ● אם הפרקליטות מסוגלת להודות בטעויות, זו ההזדמנות בה' הידיעה

בורסת וול סטריט / צילום: Associated Press

וול סטריט סגרה את אוקטובר באדום: הנאסד"ק התרסק ומניות ענקיות הטק נפלו

בורסות אירופה ננעלו במגמה מעורבת, הדאקס והפוטסי ירדו בעוד הקאק עלה ● מדד VIX ("מדד הפחד") טיפס ● חמישה ימים נותרו עד לבחירות בארה"ב ● כל מניות הטק נפלו מלבד אלפאבית ● בורסות אסיה ננעלו בירידות חדות

קרייריסטית / אילוסטרציה: shutterstock, שאטרסטוק

אני רק שאלה: "המנהל שאל אותי אם אני 'קרייריסטית'. מה לענות?"

כך תעמידו את המנהל במקומו כשתישאלו שאלות שהן לא לעניין ● טור ייעוץ

הקמע של אנט / צילום: Kin Cheung, Associated Press

בדרך להנפקה הגדולה בעולם: ביקושי ענק של 3 טריליון דולר להנפקת חברת הפינטק הסינית של ג'ק מא

אנט גרופ תחל להיסחר בבורסות הונג קונג ושנחאי ביום חמישי ● מרבית הביקושים הגיעו לחלק של ההנפקה בשנחאי ● בקרב משקיעים פרטיים הביקוש עלה פי 872 על ההיצע

פסל "הילדה חסרת הפחד" מול הבורסה לניירות ערך בוול סטריט, ניו יורק / צילום: Mark Lennihan, Associated Press

וול סטריט ננעלה בירוק בהמתנה לדוחות ענקיות הטכנולוגיה

יום המסחר התאפיין בדריכות לקראת פרסום דוחותיהן של ענקיות הטכנולוגיה ● כלכלת ארה"ב התרחבה ב-33.1% ברבעון השלישי ● הנפט צונח ב-3% בצל ההגבלות שהושתו בחלק מהמדינות בצל התפשטות הקורונה