סיקור מקיף

הזרם לא יעבור – במכון ויצמן התגלתה תופעה פיסיקלית: בידוד-על

מחקר תחום בידוד-על, עשוי לפתוח שדות חדשים של מחקר ויישומים

מימין: מעוז עובדיה ופרופ' דן שחר. תמונת ראי
מימין: מעוז עובדיה ופרופ' דן שחר. תמונת ראי

המתח בין שני קטבים מנוגדים לחלוטין הוא יסוד מוסד בתרבות האנושית על גוניה וזרמיה השונים. היהדות מציבה את הסיטרא אחרא (הדרך האחרת) למולו של האל הטוב המוחלט, הקדוש-ברוך-הוא. בנצרות ובאיסלאם מתקיים הניגוד בדרג נמוך יותר, דרגת המשיח, נציג האל. כך, מול ישו ניצב ה”אנטי-כריסט”, ומול המהדי של המוסלמים, “המונחה בידי האל”, ניצב דג'אל הדומה לו בצורתו אך הפוך ממנו בתכונותיו המוסריות. ב”עליסה בארץ המראה” מתקיים עולם שהוא היפוכו המוחלט של העולם שבו אנו חיים.

ייתכן שהמבנה הדו-קוטבי הזה, החוזר על עצמו, נובע, או לפחות מושפע, מתופעות טבע. בעולמן של המולקולות אנו מכירים מולקולות זהות מבחינת הרכבן, הבנויות בכיוונים הפוכים לחלוטין, כמו שיד ימין ויד שמאל חופפות זו לזו והפוכות לחלוטין זו מזו. בעולמם של החלקיקים היסודיים, מול כל חלקיק חומר מתקיים חלקיק של אנטי-חומר השווה לו בכל, אך נושא מטען חשמלי הפוך. ובכל זאת, פרופ' דן שחר, מהמחלקה לפיסיקה של חומר מעובה במכון ויצמן למדע, הופתע כשגילה תופעה שאיש לא ראה לפניו. הוא חקר את תופעת מוליכות-העל, המתחוללת כאשר חומר מוליך חשמל (מתכת או חומר קרמי) מקורר לטמפרטורות נמוכות מאוד, וכתוצאה מכך ההתנגדות שלו להולכת זרם חשמלי פוחתת ומגיעה לאפס, כלומר, החומר אינו מתנגד כלל לזרם חשמלי העובר דרכו. או, אם רוצים לבטא זאת באופן חיובי, החומר מאפשר זרימה מתמדת של זרם חשמלי, ללא “גביית עמלה” כלשהי. לכן, חומר כזה מכונה “מוליך-על”.

מוליכי-על עשויים לשמש בין היתר להולכה של זרם גבוה למרחקים גדולים, לבניית מגנטים שמייצרים שדה מגנטי חזק במיוחד (הנחוצים, למשל, לבניית רכבות מהירות מאוד ומאיצי חלקיקים רבי עוצמה), ליצירת חישנים לשדות מגנטיים זעירים, לפיתוח רכיבים שונים במחשבים, ועוד. אבל, תופעת מוליכות-העל מתחוללת בתנאים מוגדרים של טמפרטורה וסדר, וה”הגעה” לתכונה הזאת ואיבודה צופנים תופעות שבחלקן אינן מובנות כל צורכן. לדוגמא, כאשר יוצרים מוליך-על מחומר מוליך, שהוא בעל רמת סדר נמוכה יחסית, ואז גורמים לו לאבד את תכונת מוליכות-העל (באמצעות חימום, למשל), החומר אינו חוזר למצבו המקורי (מוליך רגיל), אלא הופך למבודד. התופעה הזאת תלויה במידת אי-הסדר המקורית של החומר. היא מתחוללת רק מעבר לרמה מסוימת של אי-סדר.

פרופ' שחר, תלמיד המחקר מעוז עובדיה וחברי קבוצת המחקר, בחרו “לקלקל” את תכונת מוליכות-העל בדרך אחרת – באמצעות הפעלה של שדה מגנטי חזק. הם יצרו מוליך-על מחומר בעל רמת סדר נמוכה (אך לא כזו הגורמת למוליך-העל להפוך למבודד כתוצאה מחימום), והפעילו עליו שדה מגנטי חזק. כשבחנו את התלות של הזרם במתח, תוך כדי שינוי אטי של עוצמת השדה המגנטי והטמפרטורה, הם גילו להפתעתם, שבשילוב מסוים מאבד החומר את תכונת הולכת-העל, אבל לא הופך, לא למוליך רגיל (מצבו המקורי), ולא למבודד רגיל (התופעה המוכרת בחומרים לא מסודרים). במקום זה הם צפו, לראשונה בעולם, בחומר שאיבד לחלוטין את היכולת להוליך זרם חשמלי.

במילים אחרות, הם גילו תופעה שזכתה מיד לכינוי בידוד-על, הקוטב הנגדי המוחלט לתופעת מוליכות-העל. המדענים עדיין אינם מבינים את תופעת בידוד-העל, שהתגלתה בינתיים במספר חומרים ונצפתה במקומות נוספים בעולם. ייתכן שהיא קשורה בדרך כלשהי לעובדה ששדות מגנטיים חזקים חודרים למוליך-על ויוצרים בו מעין “מערבולות מגנטיות” המקלקלות את תכונת מוליכות-העל.

מדענים מסוימים מציעים להתייחס למערבולות אלה כאל מעין חלקיקים, שבתנאים מסוימים מגיבים לזרם ביצירה של מתח רב, דבר שמשמעותו היווצרות של תכונת בידוד-העל. כך או אחרת, ברור שבשלב זה רב הנסתר על הנגלה, ועוד צפויות תגליות רבות בשדה המחקר הזה. תופעת בידוד-העל מתחוללת כיום בטמפרטורות של 40 אלפיות של מעלת קלווין אחת (קרוב מאוד לאפס המוחלט).

אבל מבודדי-על שיפעלו בטמפרטורת החדר – אם אכן נצליח לפתחם – יוכלו להוות פתרון לבעיית ההתחממות של רכיבים אלקטרוניים, ולאפשר ייצור של טרנזיסטורים שאינם מאבדים חשמל, וסוללות ומצברים חשמליים שיוכלו לפעול זמן רב מאוד, בהשוואה לאלה העומדים לרשותנו כיום.

14 תגובות

  1. איזה קטע! לימדתי בכיתה בדיוק את אותו רעיון בלי לבדוק האם הוא באמת קיים והנה גילו אותו.
    דיברנו על-כך שמוליכות-מבודדות נמצא על רצף מאינסוף ועד 0, מוליך־על הוא בעל מוליכות אינסופית ומבודדות אפס ואילו מבודד־על הוא בעל מוליכות אפס ומבודדות אינסופית. ואח"כ סיפרתי שעדיין לא גילו מבודדי־על אבל כן גילו מוליכי־על.

  2. יהודה:
    אין לי מושג ירוק מדוע חשבת שאתה צריך להפנות אלי את דבריך.
    כתבתי שכל מה שיש בכתבה מלבד השורות הבודדות המתארות את הניסוי הוא בלתי רלבנטי.
    הדברים מופיעים שם רק מפני שמחברי הכתבה רצו למלא דף.

  3. הפתיחה למאמר מחקרי מדעי בצורה כמו :

    המתח בין שני קטבים מנוגדים לחלוטין הוא יסוד מוסד בתרבות האנושית על גוניה וזרמיה השונים. היהדות מציבה את הסיטרא אחרא (הדרך האחרת) למולו של האל הטוב המוחלט, הקדוש-ברוך-הוא. בנצרות ובאיסלאם מתקיים הניגוד בדרג נמוך יותר, דרגת המשיח, נציג האל. כך, מול ישו ניצב ה”אנטי-כריסט”, ומול המהדי של המוסלמים, “המונחה בידי האל”, ניצב דג’אל הדומה לו בצורתו אך הפוך ממנו בתכונותיו המוסריות. ב”עליסה בארץ המראה” מתקיים עולם שהוא היפוכו המוחלט של העולם שבו אנו חיים
    ( מה שיכול להתאים לכל היותר כאנלוגיה בנושאים שאין להם כל קשר למדע )

    או כמו התיאור שיד ימין ויד שמאל חופפות זו לזו והפוכות לחלוטין זו מזו ( במקום סימטריות ביחס למבנה הגוף ) ;
    הדבר מעיד על הצורך הדחוף בגישות יסוד כמו : טהרת המחקר המדעי ( מושג שלמדתי מאחת הכתבות ) ; זה מזכיר מקרה שבאחד המפעלים מישהו כתב ביומן : ” החשמל הלך “, וכעבור זמן כתב : ” החשמל חזר ” .

  4. יהודה
    איננו חלוקים.פשוט יתכן שחסר לך ידע אזוטרי בסיסי ביותר.זה הכל.

    אם יש רצון או אין רצון להבין,זה כבר עניין אחר לחלוטין,ומבחינתי האישית אין כפייה בעניין
    אלא אם כן מקומי -המהותי(עיקרי) נפגע בשל בורות אחרים.
    חלקתי איתך די והותר עד שלב זה.לא חארם על זמני היקר??אך אין זו בושה להודות שאין מבינים.
    אני מאמינה שהשרדות וחיים אמיתיים דורשים בשלב מסויים הבנה עמוקה יותר.זה הכל.

    בתפילה לגשר על והפנמה.
    הוגין-בשם עצמה .

  5. להוגין, מיכאל ולאחרים

    כדי שיהיה ברור . הדבר החשוב לי זה מה קודם למה!
    אם אנו חושבים על אלוהים והשטן ואז כשניתקלים בבעיה פיזיקלית וחושבים על חומר ואנטי חומר, חשמל חיובי וחשמל שלילי ניחא. אבל, אם הטענה היא שבגלל שיש חומר ואנטי חומר, חשמל חיובי וחשמל שלילי וכו’ אז מזה ינבע גם קיומם של השטן ואלוהים היצר הטוב והייצר הרע וכו’, אז לזה אני מתנגד!
    זה טבעי האדם וייצרו מעצם טיבעם יחפשו מיבנים דומים למה שהם רואים בחיי היום יום, ויניחו אותו מבנה גם לגביי המדע. אבל בכיוון ההפוך זה אינו נכון!.
    בכתבה כאן נאמר:-
    “ייתכן שהמבנה הדו-קוטבי הזה(השטן לעומת האלוהים, וכדומה), החוזר על עצמו , נובע, או לפחות מושפע, מתופעות טבע. ” סוף ציטוט.
    כך שאני למשל לא מסכים שנקבל את מושג האלוהים בגלל הבנתינו היתרה את תורת החשמל המגנטית והגרביטציה.

    להוגין, אני יודע שאנו חלוקים בנושא זה.
    שבת שלום
    סבדרמיש יהודה

  6. חברה:
    מה אתם רוצים?
    הם גילו תופעה שעדיין אינם יודעים להסביר.
    אגב, הם גם עדיין לא יודעים איך לגרום לתופעה הזאת להתקיים בטמפרטורת החדר ובטח שלא בטמפרטורת השמש (הניחוש שלי הוא שזה בכלל בלתי אפשרי בטמפרטורת השמש או טמפרטורה שמתקרבת אליה).
    לכן – כל מה שהם יכולים לכתוב ברצינות אלו כמה שורות המתארות מה עשו ומה יצא להם (כי כאמור – תיאוריה שמסבירה את התוצאה עדיין אין להם).
    אבל הם רוצים לכתוב מאמר ומאמר זה לא כמה שורות אז הם הוסיפו כל מיני סיפורים בלתי רלבנטים.
    זה עוד כלום לעומת הספר The Tao of Physics או The Dancing Wu Li Masters

  7. זה לא נכתב בברכתו של אבי. אבי רק העביר אחד לאחד את פרסום המכון.
    מישהו יודע אם יבשם עזגד הוא עדיין דובר המכון? אני זוכר שלפני מיליון שנה היה לו מדור במעריב והוא גם כתב שם על מדע, לפעמים בצורה די שטותית.
    אבל מה – הוא דובר מכון וייצמן ואני סתם אלטה קקר שמנסה להכניס דברים טובים לעיתונות, אך בינתיים מעבר לכתיבה ועריכה במגזינים טכנולוגיים שאת זה עשיתי המון בעשרים השנים האחרונות, איני מצליח… אם כי אני גם כותב וולונטרית באינטרנט ובמגזינים של אגודות.

  8. לאבי
    באמת מה דעתך אתה על דברי ודבריה של הוגין. הרי מה שקורה כאן הוא שמדענים במכון ויצמן רומזים שהשטן והאלוהים נובעים ממבנה החומר?
    ציטוט:
    “היהדות מציבה את הסיטרא אחרא (הדרך האחרת) למולו של האל הטוב המוחלט, הקדוש-ברוך-הוא. בנצרות ובאיסלאם מתקיים הניגוד בדרג נמוך יותר, דרגת המשיח, נציג האל. כך, מול ישו ניצב ה”אנטי-כריסט”, ומול המהדי של המוסלמים, “המונחה בידי האל”, ניצב דג’אל הדומה לו בצורתו אך הפוך ממנו בתכונותיו המוסריות.
    …..ייתכן שהמבנה הדו-קוטבי הזה, החוזר על עצמו, נובע, או לפחות מושפע, מתופעות טבע.” סוף ציטוט.
    ?????????????????????????
    אז מה?, זה ניכתב בבירכתך?אז אולי הוגין צודקת?
    מחכה לתגובתך.
    שבוע טוב
    סבדרמיש יהודה

  9. זה נשמע שהם הצליחו להרוג את החומר.

    אבל לפי דבריהם. חומר כזה בטמפרטורת החדר יכול לכלוא חום של שמש בקוביה שאפשר להחזיק אותה ביד.

  10. אני לא מצליח להבין במה דברים אמורים. אני מבין מוליכות על (מבין… נו מילא!) אבל בידוד על? איך זה אפשרי? אם אתה חומר הרי שיש לך מעטפת אלקטרונית חיצונית. יש לך אלקטרון או אלקטרונים שפונים כלפי חוץ. אם הם שם הם ניתנים ליינון. ואם הם יוצאים מהשטח הריבוני של ליבת החומר הרי שחשמל עבר. איך אפשר למנוע מאלקטרונים באופן מוחלט לעבור לסביבתם? אני מבין שלאורך מרחק מה לא יעבור החשמל. אבל מבודד על אין משמעו שהשכבה הראשונה כבר היא זו שמבודדת באופן מוחלט? תמוה בעיניי השימוש בביטוי מבודד על אם לא זו בדיוק המשמעות של חסימת המוליכות.

    אשמח לשמוע הסברים נוספים ומאירי עיניים,
    עמי בכר

  11. יהודה
    מישהו ניסה לרמוז שיש קשר על ופנימי בין מיתוסים ומדע אהה..?!והנה דוקא הוד רוממותך מגלה התנגדות לכך.
    מה מוזר,מה חבל.

    לכותבי המאמר,תמשיכו לראות ולהראות הקשרים למכלול התופעות ולצור גשר על .תודה.

    אבי בילוזובסקי,
    אולי בכל זאת תשקול לפתוח מדור צדדי להוגין? ונקרא לו פינת השגעון של אודין?,או פינת הרב-מג?או כל שם משיגנה אחר היוצא מהדעת??שכל נשפך?דמיון מפותח?אולי המפתח הסודי של מיכאל??אולי הצופן הסודי של יהודה??אולי האלכימאים??מתאים לי בשבילכם..ולמערכת עצבי המיוחדים מאוד מאוד..

    לחיים ארוכים.
    הוגין ושאר רוח מיוחדים לפתחי השערים ה"קסומים".

    או

  12. תופעה מעניינת

    חבל רק שכותב המאמר מצא לנכון לספר לנו סיפורי דת ומיתולוגיה שלא שייכים לחלוטין למאמר. מה איכפת ללמכון ולקורא מהשטן וחבר מריעיו?.
    למעשה רק כמה שורות אחרונות מסבירים בצורה חלקית את התופעה המעניינת וחבל שזה כך.
    יום טוב
    סבדרמיש יהודה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

אתר זה עושה שימוש באקיזמט למניעת הודעות זבל. לחצו כאן כדי ללמוד איך נתוני התגובה שלכם מעובדים.