מדעים מדויקים

הסטודנטית לתואר שני, מניה מלהוטרה, מובילת מחקר אוריגמי פוטוני. צילום: אוניברסיטת תל אביב

פיתוח חדש: "אוריגמי פוטוני" – קיפול זכוכית למכשירים אופטיים תלת־ממדיים מיקרוסקופיים

מאפשר לקפל זכוכית למכשירים אופטיים תלת ־ ממדיים מיקרוסקופיים * שיטה חדשה מאפשרת עיצוב מבני זכוכית ובעלי ביצועים גבוהים על שבב סיליקון, ליישומים עתידיים בתחומי נתונים, חישה ופיזיקה

בעיית המדידה

האם פונקציית הגל מתארת את המציאות או רק את הידע שלנו עליה? שלוש בעיות יסוד — התוצאה, הסטטיסטיקה והאפקט — מגלות שסוגיית המדידה אינה רק שאלה פילוסופית.
קרן לייזר פוגעת בחלקיקי זכוכית. קרדיט: Lorenzo Dania (ETH Zürich)

פריצת דרך קוונטית בטמפרטורת החדר מטלטלת את הפיזיקאים

מדענים השיגו פריצת דרך בחקר הקוונטי כאשר הראו שחלקיקי ננו יכולים להפגין תנודות סיבוביות קוונטיות אפילו בטמפרטורת החדר — מבלי לקרר אותם כמעט לאפס המוחלט
השעשועון התבסס על פרסים יקרי ערך, כמו מכשירי חשמל למטבח, מערכת ריהוט לסלון הביתי או גולת הכותרת: מכונית. סט השעשועון "עשינו עסק", מונטי הול במרכז | ויקיפדיה, נחלת הכלל

העז שמסתתרת מאחורי הווילון: בעיית מונטי הול ולמה כדאי להחליף דלת

מהאולפן של “עשינו עסק” אל שיעור בהסתברות — ארבע דרכי הסבר, סימולציות מחשב והוויכוח שפרצה מרילין ווס־סוואנט מראים: ההחלפה מעלה את הסיכוי לזכייה לשני שלישים
תרשים הניסוי: שני אטומים בודדים מתפקדים כסדקים. האור המפוזר מתועד במצלמה רגישה במיוחד. קרדיט: MIT / Courtesy of the researchers

MIT מפריך את איינשטיין: ניסוי שני הסדקים בגרסה הקוונטית המדויקת ביותר

פיזיקאים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס הצליחו להוכיח שאי אפשר לצפות בו־זמנית בטבע הגלי והחלקיקי של אור – תוך שימוש באטומים בודדים ופוטונים קוונטיים, ובכך אישרו את תחזיותיו של נילס בוהר
גביש פלואוריט המכיל אטומים של החומר הרדיואקטיבי תוריום-229, ששימש למדידה מדויקת של ספקטרום הבליעה של גרעיני האטומים במכון PTB בבראונשווייג, גרמניה. בעבר, נדרשו החוקרים ללכוד בכל ניסוי כמה גרעיני אטומים ולנסות עליהם תדירות קרינה אחת וכך ארך דיוק המדידות זמן רב. במדידה של מכון PTB השתמשו בגביש שבו מוטמעים בערך קוודריליון (אלף טריליון) אטומים וכך ניתן לבצע בדיקות רבות בו-זמנית באמצעות קרני לייזר מדויקות. קרדיט: PTB

הצד האפל של הזמן: שעון גרעיני עשוי לחשוף את החומר האפל

שעון גרעיני הוא ההבטחה הגדולה הבאה בתחום המדידה. מדעני מכון ויצמן למדע ניסחו שיטה המאפשרת לרתום את הטכנולוגיה של מחר לחיפוש אחר חומר אפל כבר כיום

אי שוויון בל – לא מה שחשבתם

ד"ר נועם חי מפרק את המיתוסים סביב אי שוויון בל ומבהיר מה הוא באמת אומר – ומה לא. האם מכניקת הקוונטים שמה קץ לדטרמיניזם, או שאולי אנחנו ממהרים מדי לוותר
שעון אטומי. המחשה: depositphotos.com

מדענים מכוונים את השעון מחדש: צעד גדול לקראת הגדרה מחודשת של השנייה

בהשוואה בין שעונים אופטיים בשש מדינות הצליחו חוקרים לבצע מדידות מתואמות בדיוק חסר תקדים – צעד משמעותי בדרך לקביעת סולם זמן עולמי חדש
פולסי לייזר מחוללים שינויים אלקטרוניים בסולם קופראט, ויוצרים מצבים קוונטיים ממושכים שנמשכים בערך פי אלף מהרגיל. קרדיט: בראד בקסלי / Part to Whole

הקפאת זמן קוונטית: לייזרים מקבעים מצבים קוונטיים פי אלף יותר זמן

באמצעות פולסי לייזר ורנטגן חזקים, הצליחו חוקרים מהרווארד וממכון שרר לשבור סימטריה אלקטרונית וללכוד מצב קוונטי ממושך – מהלך שעשוי להוביל לפריצות דרך באחסון מידע ובהתקנים אופטואלקטרוניים.
מבחנות המכילות את קופולימרי הסיליקון החדשים, מופרדים לפי אורך השרשראות, מארוך לקצר, מספקות עדות חזותית לפער האנרגיה המשתנה בסיליקון המוליך למחצה החדש. הארה באור UV יוצרת קשת של מבחנות כשהשרשראות הארוכות זזות לכיוון הקצה האדום של הספקטרום הא"מ, ומצריכות פחות אנרגיה כדי לבלוע ולפלוט אור באנרגיות נמוכות יותר. קרדיט: Zijing (Jackie) Zhang.

חומר חדש מפר את הכללים: מדענים הפכו מבודד למוליך למחצה

צוות חוקרים מאוניברסיטת מישיגן גילה קו-פולימר סיליקון חדש שיכול להוליך חשמל ולפלוט אור – פריצת דרך שעשויה להוביל לאלקטרוניקה גמישה, תאים סולריים לבישים וצגים צבעוניים דקים במיוחד
שני אטומים, שנלכדו בקרני לייזר, מוצגים במצב קוונטי מיוחד שנקרא "שזירה־על". במצב זה, גם התנועה שלהם וגם האנרגיה הפנימית שלהם מקושרות זו לזו, מה שפותח אפשרויות חדשות עבור טכנולוגיות קוונטיות. קרדיט: הדמיה שנוצרה בבינה מלאכותית על ידי מנואל אנדרס (Manuel Endres)

שליטה בתנועה קוונטית ובשזירה־על

שני אטומים, שנלכדו בקרני לייזר, מוצגים במצב קוונטי מיוחד שנקרא "שזירה־על". במצב זה, גם התנועה שלהם וגם האנרגיה הפנימית שלהם מקושרות זו לזו, מה שפותח אפשרויות חדשות עבור טכנולוגיות קוונטיות.
אשר יהלום מציג מנוע ננו יחסותי בוועידת טכנולוגיות אוויר וחלל 2025, אוניברסיטת קורוניה בהודו

מנועים יחסותיים פורצי דרך: מהתיאוריה אל הנעה מעשית

חוקרים מאוניברסיטת אריאל חושפים מנגנונים מבוזרים וקוונטיים להנעה ללא דחף רקטי
הצד החיצוני של ניסוי אטלס ב-CERN. המחשה: depositphotos.com

פרס Breakthrough היוקרתי חולק השנה לניסוי אטלס במאיץ החלקיקים בסרן ששותפים לו כמאה חוקרים ישראליים

בניסוי ATLAS שותפות ארבע קבוצות מישראל, המונות כ-100 חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, הטכניון, מכון ויצמן ואוניברסיטת בן גוריון
אינפוגרפיקה המסבירה את הניסוי המחשבתי "החתול של שרדינגר". המחשה: depositphotos.com

החתול של שרדינגר מתחמם: מהפכה בתפיסת הטמפרטורה בפיזיקה הקוונטית

מדענים הצליחו לייצר מצבים קוונטיים של סופרפוזיציה גם בטמפרטורות גבוהות, ושוברים את המיתוס שלפיו רק קור מאפשר קיום של תופעות קוונטיות
דו תחמוצת הפחמן. איור באדיבות אוניברסיטת תל אביב

תהליכים כימיים בעזרת זרזים "ירוקים"

פריצת דרך מדעית תסייע לקידום השמירה על הסביבה: תהליכים כימיים בעזרת זרזים "ירוקים"
איזור המתכות בטבלה המחזורית. המחשה: depositphotos.com

פריצת דרך קוונטית עשויה לפתוח את סוד המתכות המוזרות – ואת עתידם של מוליכי-העל

המתכות המוזרות קרובות כונתית למוליכי-על בטמפרטורות גבוהות, שלהם פוטנציאל להולכת חשמל ללא איבודי אנרגיה. הבנתם עשויה לחולל מהפכה ברשתות החשמל ולהפוך את הולכת האנרגיה ליעילה יותר
מעבדה ירוקה, שני מדענים חוקרים אופטיקה, לבושים חלוקים עם ציוד מורכב וממוחשב.

אור חזק ואטו-שניות: מהפכה בתכונות החומר באמצעות קרני לייזר

במעבדתה של פרופ' נירית דודוביץ' חושפים כיצד אור חזק משנה במהירות את תכונות החומר ופורצים דרך ליכולות חישוב ותקשורת מהירות במיוחד
המשוואה (E = mc^2) של איינשטיין מתארת את הקשר בין מסה ואנרגיה. המחשה: depositphotos.com

לכבוד יום הולדתו של אלברט איינשטיין: האור – גלים או חלקיקים?

מתוך הפרק "שנת הפלאות" מספרו של פרופ' חנוך גוטפרוינד: אלברט איינשטיין יוצר תמונת עולם
פרופ' הלמוט שוורץ, האוניברסיטה הטכנית של ברלין, חתן פרס וולף לכימיה לשנת 2025. צילום באדיבות קרן פרס וולף

פרס וולף בכימיה לשנת 2025 לחוקר גרמני על אפיון המצב הגזי בתהליכי אלקטרוליזה

פרס וולף בכימיה לשנת 2025 מוענק לפרופסור הלמוט שוורץ מהאוניברסיטה הטכנית של ברלין על אפיון כמותי של חומרי ביניים פעילים בפאזה הגזית כדי לפתור בעיות עקרוניות בקטליזה
פרופסור ארז עציון. צילום: דוברות אוניברסיטת תל אביב

פודקאסט: הסודות של מאיץ החלקיקים CERN

מתוך סדרת הפודקאסטים "תל אביב 360" (עברית)
צילום צוות מחקר: אוניברסיטת תל אביב. קרדיט: Sayostudio

זכרון חשמלי מחליק

צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליח לנצל את ההחלקה, נטולת החיכוך כדי לשפר משמעותית את ביצועי רכיבי הזיכרון במחשבים וברכיבים חשמליים אחרים
ניסוי KM3NeT עושה שימוש במערך של מודולי חיישני אור הקבועים לרצפת הים התיכון. בתמונה זו מוצג תהליך פריסת קבוצת מודולים אחת. קרדיט: INFN/A. Simonelli 

נייטרינו בעל האנרגיה הגבוהה ביותר עד כה התגלה במתקן תת ימי בים התיכון

ניסוי תת-ימי לגילוי נייטרינו הפועל עדיין חלקית זיהה את מה שנראה כנייטרינו הקוסמי בעל האנרגיה הגבוהה ביותר שנמדד עד כה.
כימיה ירוקה. המחשה: depositphotos.com

זרז ירוק: פריצת דרך בכימיה בת-קיימא

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מפתחים זרז מבוסס זרחן להידרוגנציה – חלופה ירוקה למתכות מזהמות בתעשייה הכימית
טסרקט (קובייה ארבעה-ממדית) וה"צל" שהוא מטיל על מישור - הקוואזי-גביש שגילה שכטמן. לדברי פרופ' ברטל, "העובדה שקוואזי-גביש הוא "צל" של גביש מחזורי במימד גבוה אינה חדשה לכשעצמה. אנחנו גילינו שההטלה היא לא רק של אלא גם של תכונות טופולוגיות כמו חורים, עיוותים או מערבולות". איור: Florian Sterl, Sterltech Optics

ד"ש מהממד הרביעי: חוקרי הטכניון חושפים פריצת דרך חדשה בתחום הקוואזי-גבישים

מחקר חדש מגלה כי הממד הרביעי מכתיב לא רק את המבנה אלא גם את התכונות הטופולוגיות של קוואזי-גבישים, ומציע הבנה מעמיקה יותר של תופעה שזיכתה את פרופ' דן שכטמן בפרס
יוליוס גמבל, 1931. מתוך ויקימדיה

אמיל יוליוס גומבל – סטטיסטיקה קטלנית

ליאופולד אינפלד בצילום משנת 1938. צילום נחלת הכלל מתוך ויקימדיה

בחִיפּוּשׁים לאַרֶץ המוֹלַדְתִּ: לֵיאוֹפוֹלד אינפלד

מסע חייו של ליאופולד אינפלד: מהגטו של קרקוב דרך שיתוף הפעולה עם איינשטיין ועד למחאות נגד האנטישמיות והצנזורה בפולין
דנדריטים שהתפתחו בסוללות בדיל תחת מיקרוסקופ אלקטרונים. מקור: שקד שוורץ ואיין מייטי

סוללים את הדרך לסוללות העתיד

חוקרים ממכון ויצמן למדע פיתחו גישות חדשניות לחקר דנדריטים בסוללות ליתיום-מתכתי, עם פוטנציאל לשפר את חיי הסוללות ולהפחית סיכוני בטיחות.
ההיסטוריה של מדידת הטמפרטורה. האיור הוכן באמצעות DALEE ואינו מהווה איור מדעי

מהי טמפרטורה?

בסדרת הפוסטים הקרובה, אעסוק בפרקים נבחרים מתוך ההיסטוריה המרתקת של התרמודינמיקה. בפוסט הראשון נפתח בשאלה הבסיסית: מהי טמפרטורה?
גרפיקה המציגה את התנועה הרוחבית של קווארק (הכדור הירוק) בתוך פרוטון שסיבובו מיושר עם כיוון תנועתו (החץ הצהוב הגדול). קרדיט: ולרי לנץ, מעבדת ברוקהייבן.

חישובים פורצי דרך חושפים את התנועה הנסתרת של קווארקים בתוך פרוטונים

שיטה תאורטית חדשה מאפשרת חישובים מדויקים יותר של התנועה התלת-ממדית של קווארקים, ומביאה להבנה עמוקה יותר של הדינמיקה של ספין הפרוטון
שקופה וחזקה. הזכוכית החדשה שעשויה טיפות פפטיד

כוחות העל של הזכוכית החדשה

חוקרות וחוקרים מאוניברסיטת תל אביב יצרו לראשונה זכוכית שיודעת לתקן את עצמה ונוצרת באופן ספונטני במגע פשוט עם מים
עטיפת הספר לייבניץ. צילום יחצ

פרק מתוך לייבניץ. הטוב בכל העולמות האפשריים מאת מיכאל קֶשמְפֶּה

מגרמנית: אביעד שטיר, סדרת פילוסופיה ומדע בעריכת יהודה מלצר, ספרי עליית הגג וידיעות ספרים
היום מבינים שעופרת זה לא משחק ילדים. המחשה: depositphotos.com

עתיד נטול עופרת

מדעני מכון ויצמן למדע יצרו חומר קרמי חדש שעשוי להחליף רכיבים מבוססי עופרת במספר רב של התקנים אלקטרוניים – מטלפונים סלולריים ועד מדפסות

הריקוד המוזר של יון ואטום

מולקולה קרה, מוזרה וקצרה שנוצרה בניסוי במכון ויצמן למדע בעקבות התנגשות בין חלקיקים, עשויה לשפוך אור על תגובות כימיות בטמפרטורות נמוכות במיוחד

אור בלבד לא יכול ליצור חור שחור

חוקרים מקנדה ומספרד הוכיחו לראשונה כי חורים שחורים אינם יכולים להיווצר מדחיסה של קרינה אלקטרומגנטית בלבד. הסיבה לכך נעוצה באפקט קוונטי הממיר אנרגיה לחלקיקים המתפזרים מהאיזור הדחוס ומונעים מהאור לקרוס
השוואת המדידה הניסויית (למעלה) והסימולציה התיאורטית (למטה)

מדענים גילו התנהגות בלתי צפויה בזוגות מולקולות CO₂ לאחר יינון

צוות מדענים בינלאומי חשף תגלית מפתיעה בתחום הפיזיקה המולקולרית, המגלה דינמיקות של שבירת סימטריה בלתי צפויות בדימרים של פחמן דו-חמצני לאחר יינון. המחקר, שפורסם ב-Nature Communications, מספק תובנות חדשות על
מערך הגלאים Xenon top array של שותפות XENONnT. צילום יחצ

הניסוי הבינלאומי XENONnT: מדידה ראשונה של רתיעה גרעינית מחלקיקי נייטרינו מהשמש

פרופ' רני בודניק מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע שותפה במחקר זה, ובין השאר בנתה את מערכות השליטה והכיול וכן לקחה חלק בניתוח הנתונים
תמונתו של המתמטיקאי רמנג'ואן לצד נוסחה מסובכת שפיתח קרדיט צילום: דוברות הטכניון

האם התגלו פריצות דרך במתמטיקה באמצעות בינה מלאכותית?

חוקרי הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון פיתחו אלגוריתם לגילוי נוסחאות חדשות וקשרים חדשים בין קבועים מתמטיים
הדמיה של אירוע התנגשות שמתאים להיווצרות זוג היגס שנמדדה בשנת 2017. קרדיט: שיתוף הפעולה ATLAS/CERN

פיזיקאים משלבים מספר תצפיות על זוגות בוזוני היגס ומגלים רמזים על יציבות היקום

זוכרים כמה קשה היה למצוא בוזון היגס אחד? נסו למצוא שניים באותו מקום ובאותו זמן. התהליך המרתק הזה, הנקרא ייצור זוגות היגס, יכול לספק למדענים מידע על האינטראקציה העצמית של
כך פועלים כירי אינדוקציה, כולל חתך שמראה את הפנים שלהם. באיור רואים את הרכיבים הבאים: משטח הזכוכית הקרמית, סליל האינדוקציה מתחתיו, יחידת אספקת החשמל, סיר פרומגנטי על הכיריים החיצים באיור מציינים את השדה המגנטי שנוצר על ידי סליל האינדוקציה ומחמם את הסיר. התמונה הוכנה באמצעות DALEE ואינה משמשת תמונה מדעית. גם הטקסט שמופיע בתוכה הוא כמיטב המסורת של DALEE "בערך".

כירי אינדוקציה: הדור הבא בבישול?

כיריים בשיטת האינדוקציה לא מתחממות ובכל זאת מחממות את האוכל. הסוד טמון בשדה המגנטי
מדעני המכון חיפשו איך לבסס שיטה יעילה לעיבוד מידע במחשבים קוונטיים – וגילו במפתיע סוג חדש של מערבולות הנוצרות במפגש בין שני פוטונים

כשחלקיק אור רואה את האור

מדעני המכון חיפשו איך לבסס שיטה יעילה לעיבוד מידע במחשבים קוונטיים – וגילו במפתיע סוג חדש של מערבולות הנוצרות במפגש בין שני פוטונים
סוף סוף ניסוי DOM במערכת גלאי טלסקופ הקוטב הדרומי מתחיל לתת תוצאות. Credit: Mark Krasberg, IceCube/NSF

לכופף את המציאות: איינשטיין פוגש את מכניקת הקוונטים בקרח האנטארקטי

חוקרים בוחנים את המימשק בין שתי התאוריות האלה, באמצעות חלקיקי נייטרינו עם אנרגיה אולטרה גבוהה שגילה גלאי חלקיקים שהוצב עמוק בתוך הקרחון האנטארקטי בקוטב הדרומי
מאיץ ההדרונים הגדול LHC בזמן השבתה לשידרוג. צילום: CERN

מדוע מסתו של חלקיק היגס קלה יותר מהצפוי?

חוקרים בנו מודל שלפיו המסה של חלקיק היגס, שמסייע לייצר את המסה של החלקיקים היסודיים, השתנתה ביקום הקדום, ולכן היא הרבה יותר קטנה ממה שמתאר המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים
פרופ' אבי ויגרזון, משמאל,ונשיא הטכניון, פרופ' אורי סיון

פרס טיורינג, "הנובל של מדעי המחשב", יוענק לבוגר הטכניון פרופ' אבי ויגדרזון

בשנה שעברה קיבל פרופ' ויגדרזון שכבר קיבל גם את פרס אבל, תואר דוקטור לשם כבוד מטעם הטכניון
צינורות הכפלת פוטונים -מכפיל יזהו הבזקים של אנרגיה המיוצרת כאשר נייטרינו מתקשרים עם חומר. קרדיט: המכון לפיסיקה של אנרגיות גבוהות, האקדמיה הסינית למדעים

מתקן ענק בסין יחקור את חלקיקי הנייטרינו – בעיקר אלו הנוצרים מתחנות כוח גרעיניות

המתקן, JUNO שמו מורכב ממכל ענק המקיף מערך גלאים. המכל מכיל חומר הגורם לנצנוץ אשר נרשם בגלאים ובכך מאפשר לזהות אירוע של נייטרינו, את סוגו ומסתו, שכן חלקיקי הנייטרינו משתנים
ניסוי חומרים מודפסים של סטרטסיס שיטוס לירח לבחינה בסביבת הקרינה שם. צילום יחצ

נאס"א תנסה על הירח את הרכיבים המודפסים של סטרטסיס

מטרת המשימה היא לבחון את עמידות החומרים לקרינה ופוטנציאל הההתאמה של חלקים מודפסים במשימות בחלל עתידיות
להקת נגני בוזוקי מהבלקן. המחשה: depositphotos.com

פיתגורס טעה: מדענים גילו שאין הרמוניות מוזיקליות אוניברסליות

מחקרם, שפורסם ב-Nature Communications, מראה שבהקשרי האזנה רגילים, אנו לא מעדיפים בהכרח אקורדים שנמצאים ביחסים מתמטיים אלה בדיוק אלא מעדיפים סטיות קטנות מהן
צילום: דוברות אוניברסיטת תל אביב

תגלית מדעית: חוקרים ראו תופעות ממכניקת הקוונטים בתנועת מטוטלות

המערכת החדשה מאפשרת להתבונן בתופעות שמתרחשות בתוך חומרים מיוחדים מסוג "טופולוגי" על ידי צילום התנועה של מטוטלות באמצעות מצלמה רגילה
בעיית שלושת הגופים. האיור הוכן בעזרת תוכנת הבינה המלאכותית DALEE להמחשה בלבד ואין לראות בה תמונה מדעית

פריצת דרך בחיזוי תוצאות כאוטיות במערכת שלושת הגופים

מחקר חדש ממכון לרקח לפיסיקה חושף התקדמות משמעותית בתורת הכאוס, על-ידי אישור מפורט של התורה הסטטיסטית מבוססת השטף המנבאת תוצאות כאוטיות במערכות תלת-גופיות ניוטוניות שאינן היררכיות. פריצת דרך זו טומנת
סימולציה כימית. התמונה הוכנה כהמחשה באמצעות תוכנת הבינה המלאכותית DALEE ואינה משמשת כתמונה מדעית.

לא רק במחשבים: "חוקיות" ה-Restart עובדת גם בסימולציות כימיות

חוקרים גילו שהדרך המקורית להאיץ תהליכים כימיים היא אתחול מחדש

אניונים לא אבלים נצפו לראשונה – טכנולוגיה חדשה למחשוב הקוונטי?

האניונים (anyons) הלא אבליים הינם קוואזי-חלקיקים בעלי תכונות סטטיסטיות וטופולוגיות מרתקות. עד לאחרונה, חלקיקים אלו היו תאורטיים בלבד, אך כעת קבוצת מחקר מאוניברסיטת הרווארד יצרו אותם לראשונה במעבדה. התגלית עשויה