אביטל דרי, דוקטורנטית במכון ויצמן זכתה בתחרות פיימלאב ישראל 2015

חוקרת את חלקיקי הניטרינו הנקלטים בניסוי ICECUBE באנטארטיקה *  גמר תחרות פיימלאב התקיים הערב (ה’) במרכז חמד”ע בת”א, בשיתוף חמד”ע, האקדמיה הלאומית למדעים, והמועצה הבריטית * זו היתה תחרות פיימלאב השביעית, ובכולם זכו מדעניות

אביטל דרי, דוקטורנטית בקבוצה החוקרת את התיאוריות של פיזיקת החלקיקים במכון ויצמן היא הזוכה בגמר הישראלי של תחרות פיימלאב, שבמסגרתה מדענים מסבירים מדע לציבור הרחב בשלוש דקות. דרי היא הזוכה השביעית. גם בכל שש התחרויות הקודמות זכו מדעניות בפרס – נסיעה לפסטיבל המדע בצ’לטנהם בבריטניה והשתתפות בגמר תחרות פיימלאב העולמית.
המתמודדים בתחרות, בוגרי תואר ראשון ושני העוסקים בפיסיקה, הנדרשים להציג בפני קהל נושא מדעי ב-3 דקות באופן מלהיב, מדויק ובהיר. בדרך כלל הנושא חופשי אך הפעם הוקדשה התחרות לתחום הפיזיקה, לציון יובל ה- 60 למאיץ החלקיקים CERN בז’נווה ולרגל הצטרפותה של ישראל השנה כחברה-מלאה במרכז המחקר האירופי בז’נווה ומיוחדת להרצאות בפיסיקה. את התחרות עורכת האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים עם חמד”ע – המרכז לחינוך מדעי בת”א. בשל כך כמובן כל המשתתפים השנה היו פיזיקאים, לרבות, כמובן, חמשת משתתפי הגמר.
השופטים השנה היו פרופ’ יורם רוזן מהפקולטה לפיזיקה בטכניון, פרופ’ משנה איילת ברעם צברי, חוקרת תקשורת המדע מהמחלקה להוראת המדעים בטכניון, והעיתונאי אביב לביא (גל”צ).

דרי הסבירה לקהל מהם חלקיקי הניטרינו: “כל הזמן עובר דרך כל אחד מאיתנו שטף של טריליון חלקיקים בשניה. הם שקופים לנו ואנחנו שקופים להם.”
הפיזיקאי האוסטרי וולפגנג פאולי, נתקל בניסוי שערך בשנת 1930 ובו נראה שמאזן האנרגיה הפר לכאורה את חוק שימור האנרגיה. בשל כך הוא ניבא את קיומו של חלקיק הנוטל עימו חלק מהאנרגיה וחישב את תכונותיו, ואולם תכונות אלה – העדר כמעט מוחלט של מגע עם החומר הרגיל, יגרום לכך שלא ניתן יהיה לגלות אותו. הוא התערב על ארגז שמפניה.
” ניבאתי את קיומו של חלקיק שאף אחד לא יגלה”, אמר והתערב על ארגז שמפניה אך בסופו של דבר הנייטרינו התגלה ניסיונית על ידי צוות בראשות פרדריק ריינס, בשנת 1956, בניסויים בכור הגרעיני “סוואנה ריבר”. פאולי, שהיה עדיין פיזיקאי פעיל, נאלץ לממש את הבטחתו בהתערבות.

“הניטרינו הם חלקיקי יסוד כמו לדוגמה אלקטרונים, אבל אין להם מטען חשמלי. הם נעים במהירות האור אך חודרים כל מכשול. הניטרינו אינם מקיימים קשר עם החומר אלא לעיתים נדירות, פעם אחת בחיים יזיז חלקיק ניטרינו אטום אחד בגופינו.”
ואולם כדי להגדיל את הסיכוי למדוד מפגש של ניטרינו עם חומר רגיל, הוקם באנטארקטיקה ניסוי המכונה “IceCube” שבמסגרתו נתחמה קוביה באורך רוחב ועומק של קילומטרים בקרח (קילומטר מעוקב), ובתוכה חיישנים שנועדו לגלות את עקבות פגיעה כזו בקרח. בממוצע נרשמות בכל שנה עשר אינטראקציות כאלה שהושארו על ידי חלקיקי ניטרינו שנוצרו במפץ הגדול ועשו את דרכם לקוטב הדרומי במשך 14 מיליארד שנה. בעוד כמה שנים נוכל לבנות תמונה של הרגעים הראשונים של היקום בזכות החלקיקים האדישים ביותר ביקום.”

“יש לנו כבר תמונה של היקום כשהיה בן 370 אלף שנה. לפני כן היקום היה אטום לאור אך היה שקוף לניטרינו עד עשר במינוס עשר השניה הראשונה. כל 370 אלף השנים הראשונות נעו חלקיקי הניטרינו בחופשיות בעוד האור היה סגור. לפיכך הניטרינו הם המפתח לללמוד על מה שקרה בראשית היקום לפני שהאור .
בשיחה עם אתר הידען לאחר הזכיה אמרה דרי כי היא נמצאת כעת בתחילת הדוקטורט. “למדתי באוניברסיטה העברית תואר ראשון בפיזיקה, ולאחר מכן עשיתי הסבה והלכתי ללמוד מוזיקה באקדמיה למוזיקה (זמרת נוזיקה קלאסית) ורק לאחר מכן ואז הגעתי למכון ויצמן לתואר שני ושלישי. אני מתעניינת בחינוך, העברתי השנה חוג לילדים באסטרונומיה במכון ויצמן ומרצה בכיתות בתי ספר שמגיעים למכון על חלקיקים. בעיניי חשוב.”
איך הגעת לחקור את חלקיקי הניטרינו?
דרי: “תמיד ידעתי שמעניין אותי המדע הכי בסיסי שיש. אחרי קורס של המנחה שלי יוסי ניר בפיזיקת חלקיקים הבנתי שזה התחום שמדבר אלי. זה תחום מאוד אסטטי בעיניי. מרתק ללמוד על אבני הבניין של החומר של המרחב ולראות איך הדברים הכי קטנים כמו הניטרינו מתקשרים לדברים הכי גדולים כמו המפץ הגדול שבדרך כלל מדברים עלים בהקשר לאסטרופיזיקה. זו דוגמה יפה איך הקטן ביותר מתחבר לגדול ביותר לומדים אחד מהשני לומדים מהחלקיקים על המפץ הגדול והתפשטות היקום ומדברים שקורים באסטרופיזיקה אנחנו לומדים על חלקיקים.”

איך את מסבירה שרק בנות זכו עד כה בתחרות פיימלאב?
“כבר בחצי הגמר כל המתחרים שלי צחקו שיש כבר זוכה לא צריך כבר לעשות את כל הטררם. אמרתי להם שעד עכשיו כל הזוכות היו ביולוגיות.”

ומאנטארקטיקה למקום הכי קר בירושלים – מעבדתו של בן אוחיון, דוקטורנט באוניברסיטה העברית המקרר אטומים באמצעות לייזר כדי לחקור את אבני היסוד של הטבע.
הוא המחיש כי טמפרטורה היא למעשה תנועת חלקיקי גזים, שבטמפרטורת החדר נעים במהירות של אלף קמ”ש. כדי להאט אותם יש צורך לקררם. מקררים ייעודיים לכך מסוגלים לקרר גזים עד לטמפרטורה של מינוס 200 מעלות, אך גם אז מהירותם גבוהה מדי. לפיכך הסביר, הוא משתמש בלייזר שיפגע במולקולות הגז המגיעות אליו וכך יעצור אותם ולמעשה יקררם.

אלעד שלייפר דוקטורנט באוני’ העברית חוקר שיטות טיפול בגידולי סרטן באמצעות פרוטונים במקום בהקרנה בקרני רנטגן. זאת מכיוון שפרוטונים פולטים את עיקר האנרגיה כשהם מתנגשים ביעד (הגידול) ופחות ברקמות הבריאות שבדרך. הבעיה היא שמכשיר כזה עולה מאה מיליון דולר ורק 48 בתי חולים בכל העולם יכלו להרשות לעצמם לרכשו, לפיכך המחקר נועד להקטין ולפשט את המכשיר כך שכל בית חולים יוכל להשתמש בו.
שלייפר עצמו, שהגיע למחקר בעקבות סרטן שהתגלה במוחו של אחיו (ואשר למזלו החלים ממנו), אומר כי הציוד בישראל אינו מספיק כדי לבצע את המחקר והוא נאלץ לנדוד למעבדות בכל רחבי העולם כדי לערוך את הניסויים: ” אין לנו לייזרים חזקים ואני צריך לנסוע לחול כדי לעשות את המחקרים הללו – קוריאה, איטליה ארה”ב.”

לב טלאור, בעל תואר ראשון ושני בפיזיקה מאונ’ העברית לקראת סיום הדוקטורט באוני’ ת”א ולקראת נסיעה לפוסט דוקטורט בגרמניה, ניסה לענות על השאלה האם אנו לבד. בקצרה, גילויים של כוכבי לכת רבים מחוץ למערכת השמש – למעשה כמעט סביב כל כוכב, ואשר רבים מהם הם בגודל של כדור הארץ ונמצאים באיזור החיים, קיים סיכוי להשרדותם של חיים. הוא מעריך שהמיכשור הדרוש לגילוי חיים במערכות שמש קרובות יהיה זמין בעוד 10-20 שנה.
אמיר ויצמן, בוגר תואר ראשון ושני בהנדסת חומרים באוניברסיטת בן גוריון, עוסק בפיתוח חומרים ותהליכים בתעשיית המיכשור הרפואי, ועובד בחברת מיקרוטק.
החברה מפתחת חיישן זעיר המוחדר לכלי דם ובודק בהם את לחץ הדם המקומי באמצעות פיענוח התדר האופייני לזרימת הדם דרך הממברנה של החיישן. ההאזנה לחיישן נעשית באמצעות מתקן אולטרסאונד מצוי. באופן זה ניתן יהיה לאתר מראש סיכון למחלות כגון אי ספיקת לב, לחץ תוך עיני ועוד.

לאחר הרצאות המתחרים הסביר פרופ’ עילם גרוס את הסיבות להתעניינות הציבורית בחלקיק ההיגס בפרט ובפעילות המאיץ בסרן בכלל.