מדעים מדויקים

ניסוי ההתאבכות

תאוריה רדיקלית חדשה מאחדת את תאוריות הכבידה של איינשטיין עם מכניקת הקוונטים

שני מאמרים של חוקרי יוניברסיטי קולג' לונדון התפרסמו ב- Nature Communications וב-Physics Magazine בהם מציעים החוקרים דרך אלגנטית ליישב את הסתירה בין שתי התיאוריות שכל אחת משפיעה בקנה מידה אחר
חוקרים השתמשו במגוון שיטות על מנת לחשוף את הפולימורפים השונים הניתנים להכנה מחומר גבישי משותף ואת מסלולי ההמרה של תצורה אחת לרעותה כתלות בטמפרטורה ובשיטת ההכנה. [מקור: Thomas Rades/University of Copenhagen] 

תובנות חדשות באשר לפולימורפיזם תוכלנה להשפיע על פיתוח תרופות

חוקרים השתמשו במגוון שיטות על מנת לחשוף את הפולימורפים השונים הניתנים להכנה מחומר גבישי משותף ואת מסלולי ההמרה של תצורה אחת לרעותה כתלות בטמפרטורה ובשיטת ההכנה
מסע בזמן. המחשה: depositphotos.com

לחקור את המציאות של מסע בזמן: עובדה מדעית מול מדע בדיוני

בעוד תורת היחסות של איינשטיין מראה את היחסות בין הזמן למהירות. רעיונות תיאורטיים כמו חורי תולעת מציעים שיטות אפשריות, אך אתגרים ופרדוקסים מעשיים, כגון "פרדוקס הסבא", מסבכים את ההיתכנות של
פרופ גונן אשכנזי. מתוך אלבום פרטי

מענק סינרג'י היוקרתי של מטעם ERC ניתן לחוקר הכימיה, פרופ' גונן אשכנזי מאוני' בן-גוריון

פרופ' אשכנזי מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בן-גוריון עוסק בתחום חדש - כימיה של מערכות מורכבות. המענק ניתן לו ולקבוצת מחקר בינלאומית בה הוא חבר
פרופ' עדו קמינר במעבדתו. צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון

לקראת גילוי תופעות קוונטיות שטרם נצפו: פרופ' עדו קמינר מהטכניון זכה במענק ERC Consolidator

"התצפיות יתאפשרו באמצעות השליטה שפיתחנו באופיים הגלי של אלקטרונים חופשיים," מסביר פרופ' קמינר
רשת מתכתית-אורגנית (MOF) המסוגלת ללכוד בבטיחות תרכובות פלואור

רשתות מתכתיות-אורגניות (MOF) יכולות ללכוד בבטיחות תרכובות פלואור

רשתות מתכתיות-אורגניות (MOF) יכולות ללכוד בבטיחות תרכובות פלואור בתוככי הנקבוביות שלהן בטמפרטורת החדר ולשחרר אותן בשעת הצורך
זוכי פרס נובל לכימיה 2023. Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach

פרס נובל למדענים שהצליחו ליצור נקודות קוונטיות – הטכנולוגיה שבבסיס מסכי הQLED

כיום נקודות קוונטיות, שהן ננו-חלקיקים זעירים, שהגודל שלהן קובע את התכונות שלהן, מאירות צגי מחשב ומסכי טלוויזיה כאשר אלו ומתבססים על טכנולוגיה של QLED. בתחום הרפואה, משתמשים כיום בנקודות קוונטיות
משמאל פרופ' פרנץ קראוז, ופרופ' אן ל'אולייר במהלך טקס קבלת פרס וולף מנשיא המדינה יצחק הרצוג. צילום באדיבות קרן וולף

פרס נובל לפיזיקה לשנת 2023 לחוקרים שהצליחו למדוד תהליכים זעירים ומהירים באלקטרונים

פרס נובל לשנת 2023 בפיזיקה הוענק לשלושה חוקרים: פייר אגוסטיני (Pierre Agostini), פרנץ קראוס (Ferenc Krausz) וכן אן ל'הוליייר (Anne L’Huillier) עבור "פיתוח השיטות שלהם המייצרות פעימות אטו-שניות (attosecond) קצרות
הפרשנות של DALEE 2 לנושא אטומי אנטי חומר מרחפים.

לראשונה נמדדה נפילה חופשית של אטומי אנטי-מימן והתגלתה השפעת כוח המשיכה על אנטי-חומר

"זו המדידה הראשונה שבוצעה אי פעם של נפילה חופשית של אטומי אנטי חומר (אנטי מימן) שמראה באופן ישיר שהם באמת נופלים למטה", הסביר פרופ' אלי שריד מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת בן-גוריון
כותרת: למעלה, אזובנזן היא מולקולה שיכולה לשנות את צורתה על-ידי אור. מולקולה של אזובנזן עוברת בין שתי צורות בהשפעת אור. באיור התחתון: כלוב מולקולרי המכיל את המולקולות של האזובנזן הפוטו-סנסיטייזר. המנגנון החדש מבוסס על גישה על-מולקולרית שבה המולקלות של אזובנזן ושל הפוטו-סנסיטייזר כלואות יחד בתוך כלוב מולקולרי. החלל המצומצם הנגיש למולקולות הכלואות מאפשר רק את צורת ה-E, אך לא את צורת ה-Z של אזובנזן, ולכן מולקולה זו נדחפת אל מחוץ לכלוב. קרדיט: יונתן ר' צ'רץ'

פרסום במגזין Science אודות תגלית חדשה: שימוש באור לא מזיק לשינוי צורת מולקולת אזובנזן בתוך קומפלקס על-מולקולרי

אזובנזנים הינם תרכובות רב-תכליתיות בעלות שימושים פוטנציאליים רבים, כגון ושדרג הטכנולוגיה באמצעות ייצור מכונות זעירות, כמו גם יצירת תרופות המשופעלות על-ידי אור. מולקולות אלה יכולות להימצא בשתי צורות שונות הקרויות
רשת אופטית. המחשה: depositphotos.com

חוקרי האוניברסיטה העברית יצרו את מתג הצבע הזעיר ביותר בעולם

מתג הצבע המהיר מאפשר שינוי מידי של הצבע הנפלט. לתגלית יש השלכות לטכנולוגיות מגוונות בהן נדרש כיוונן צבע מהיר כדוגמת מסכי תצוגה, תקשורת קוונטית ומקורות אור ממוזערים
משאבת גביש ליצור אור קוונטי עבור מכשירי הדמיה רפואיים. צילם באדיבות שלום שוורץ

CAT scan לחתול של שרדינגר

אפקטים קוונטיים בקרני רנטגן מאפשרים לשפר את הרזולוציה של הסריקה ולשמור על בריאותם של נבדקים ורופאים
בתמונה: קובייה חמש-ממדית שד"ר קליין הדפיס במדפסת תלת-ממדית עבור המנחה שלו. צילום: דוברות אוניברסיטת בר אילן

הוביל לפתרון בעיה מתמטית בת 35 שנים

הכירו את ד"ר אוהד קליין, בוגר תואר שלישי במחלקה למתמטיקה בפקולטה למדעים מדויקים, פוסט דוקטורנט באוניברסיטה העברית ועובד בחברת סטארטאפ כאלגוריתמאי
האנזימים של חברת ההזנק מפרקים את הפלסטיק פוליאתילן טרפתאלט למונומרים שלו: חומצה טרפתלית וכן אתילן גליקול, שהם עצמם ניתנים לשימוש ישיר במפעלים קיימים לכדי ייצור הפולימר מחדש

מיחזור פלסטיק בעזרת אנזימים

חברת הזנק ביוטכנולוגית צרפתית בשם 'Carbios' הצליחה לפתח תהליך אנזימטי למיחזור הפלסטיק פוליאתילן טרפתאלט (Polyethylene terephthalate) חזרה למונומרים המרכיבים אותו, שמהם ניתן לייצר שוב את הפולימר המוגמר
התאים הלבנים בזנב השרימפס. צילום: אוניברסיטת בן גוריון

השרימפס קובע מחדש את חוקי האופטיקה

לשרימפס יש צבע לבן בוהק במיוחד על גבו ועל גפיו שמטרתם למשוך דגים, אותם הוא 'מנקה' ממזיקים שמהם הוא ניזון. בדיקה מעמיקה של החומר הלבן באמצעות מיקרוסקופים אלקטרוניים מיוחדים העלתה
לייזר במעבדת פיזיקה. המחשה: depositphotos.com

שיטה חדשה ליצירת מקורות אור קוונטיים תסייע בהצפנה ובפתרון בעיות האבטחה

פרופ' עדי אריה: "אנחנו עומדים בפתחו של עולם טכנולוגי חדש, ועימו מגיעות שלל הזדמנויות חדשות לצד שלל בעיות שטרם נתקלנו בהן."
רשתות מורכבות. המחשה: depositphotos.com

היכולת להסביר בפשטות רשתות פיזיקליות מורכבות

הדוקטורנט בניה גרוס מהמחלקה לפיזיקה, מלגאי הנשיא, פרסם עד כה 15 מאמרים וספר אחד, והציג את עבודותיו העוסקות ברשתות פיזיקליות תלויות, ב-9 כנסים
בוזון היגס. המחשה: depositphotos.com

פיזיקאים פיתחו כלים לגילוי אינטראקציות לא מוכרות בין חלקיקי יסוד. האם אנחנו בדרך לפיזיקה חדשה?

פרופ’ יעל שדמי מהפקולטה לפיזיקה בטכניון, מתמקדת בחקר החלקיקים היסודיים ובהם אלקטרונים, קווארקים, פוטונים וגלואונים, והאינטראקציות, או הכוחות, הפועלים ביניהם. היא מנסה לגלות חלקיקים ואינטראקציות יסודיים נוספים, מעבר לאלה המתוארים
“סולם של קיטובים”

דילוגים אלקטרוניים

חוקרים בנו משטחים משכבות אטומים שמחליקות זו על זו, וכך גורמות לאלקטרונים שבתוכן לדלג. בהמשך הם מקווים שניתן יהיה לפתח על בסיסם טכנולוגיות מידע מתקדמות

שלוש הרצאות חינמיות לכבוד יום הקוונטים העולמי ב-10 במאי

ב-10 במאי יועברו שלוש הרצאות בתחום הקוונטים לקהל הרחב, בזום ובחינם. האירוע מתקיים לכבוד יום הקוונטים העולמי בחסות המרכז לאינפורמציה קוונטית באוניברסיטה העברית. אין צורך בהרשמה מראש.

לראשונה: ניסוי שני הסדקים בציר הזמן

במאמר שפורסם במגזין נייצ׳ר פיזיקה, צוות חוקרים מבריטניה, ארה״ב, גרמני ואוסטרליה הדגימו לראשונה את ניסוי שני הסדקים בציר הזמן. במקום פיזור מרחבי על מסך, הסדק הזמני יצר פיזור בספקטרום האור,
פרופ' בינגהיי יאן. הארה בלתי-צפויה. באדיבות מכון ויצמן

ויהי אור, יותר אור

זה התחיל בתוצאות ניסויים מוזרות מאוד, נמשך בתיאוריה פיסיקלית חדשה על התנהגות פוטונים, ובעתיד עשוי לשפר את מסכי הסמארטפונים שלנו ולאפשר תקשורת נתונים מהירה יותרזה התחיל בתוצאות ניסויים מוזרות מאוד,
אור ואצות במערת ראש הנקרה. צילום פרופ' צבי דובינסקי והחוקרים הנוספים.

צירוף ייחודי של אור ואצות במערת ראש הניקרה – הקרן הלאומית למדע

מדידת האור המוחזר מהאצות מאפשר לחשב את האור המנוצל לפוטוסינתזה

האם מאיץ מיואונים יציל את פיזיקת החלקיקים?

בשנים האחרונות פיזיקאים מרחבי העולם דנים בבניית מאיץ מיואונים במקום מאיצים קונבנציונליים אחרים המבוססים על פרוטונים או אלקטרונים. למאיץ שכזה יתרונות ברורים בגילוי פיזיקה חדשה אך בנייתו מלווה באתגרים טכנולוגיים
קמפוס פרמילאב ליד שיקאגו. צילום יחצ המעבדה הלאומית פרמילאב

מאיץ החלקיקים הגדול בארה"ב יעבור שידרוג וייפתח מחדש אחרי למעלה מעשור של השבתה

השדרוג צפוי להימשך מספר שנים ויכלול בניית בניין חדש שיאכלס את המאיץ המשודרג. ב'פרמילאב' מתכננים גם לבנות גלאי חלקיקים חדש, שישמש לחקר החלקיקים המיוצרים על-ידי ה'טבטרון'.
מולקולות אורגניות. המחשה: depositphotos.com

זיהוי תרכובות אורגניות בעזרת אור נראה

חוקרים מאוניברסיטת סנטיאגו בצ'ילה, העובדים בתחום של למידת מכונה, הצליחו לפתח שיטה חדשנית לזיהוי תרכובות אורגניות המבוססת על מקדם השבירה באורך גל אופטי יחיד
צילום מיקרוסקופי של העל מוליך (כבייכול) NLH. הדגם המוצג מעלה בעל קוטר של מילימטר אחד. credit: J. Adam Fenster/Univ. of Rochester

שתיקה רועמת בעקבות הטענות למציאת על מוליך בטמפרטורת החדר

האם סוף סוף התגלה על מוליך בטמפרטורת החדר? ספק רב. הקהילה המדעית חושדת באמינות הממצאים והסיבה לכך ברורה, החוקר שחתום על הגילוי טען לכך בעבר ונהדף על ידי עמיתיו בטענה
מבנה כלורוניום מבוססי פירידין. מתוך המחקר

נתגלו מבני כלורוניום מבוססי פירידין

לראשונה אי-פעם, מדווחים חוקרים אודות המבנה המוצק של יוני כלורוניום מבוססי פירידין. תרכובות אלו ידועות בספרות בתור צורוני ביניים בתגובת החמצון של כהלים שניוניים, אולם עד כה היה קשה מאוד
שבב אטום המשמש ליצירת אינפורמטר מבוסס מגנט. צילום: מעבדתו של פרופ' רון פולמן, אוניברסיטת בן גוריון

להיות בשני מקומות באותו זמן

מדענים מנסים לענות על אחת השאלות הפתוחות הגדולות בפיזיקה
צ'ואן הא, מזוכי פרס וולף לכימיה 2023, צילום באדיבוץת וועדת הפרס

פרס וולף בכימיה לשנת 2023 לשלושה חוקרים שחקרו את ה-RNA

הזוכים הם: צ'ואן הא, אוניברסיטת שיקגו, ארה"ב, ג'פרי קלי, מכון המחקר סקריפס, ארה"ב , הירואקי שוגה אוניברסיטת טוקיו, יפן

היתרון של פוטונים שזורים באפיון חומרים

בהובלת הדוקטורנט מאמון ספדי ופרופסור ירון ברומברג מהאוניברסיטה העברית בוצע ניסוי המדגים לראשונה יתרון מהותי באפיון חומרים בעזרת פוטונים שזורים על פני אור קלאסי. הניסוי שפורסם בכתב העת היוקרתי Nature
לוויין תקשורת קוונטית. אילוסטרציה: depositphotos.com

אוניברסיטת תל אביב חנכה את מצפה הלוויינים הראשון לתקשורת אופטית קוונטית

המצפה, מהמתקדמים בעולם, ישמש לעקיבה, לחישה, לצילום היפר-ספקטרלי ולתקשורת אופטית וקוונטית, עם לוויינים במסלול סביב כדור הארץ
מערכת הצילום שהחוקרים בנו: יותר ממיליון בריבוע תמונות בשנייה. צילום: דוברות אוניברסיטת תל אביב

ככל שחלקיקים פולריטונים (ערבוב של אור וחומר) מכילים יותר "אור" כך הם מהירים יותר

התגלית עשויה לשמש ככלי פורץ דרך בעולמות הפקת האנרגיה סולארית, עיבוד מידע וכדומה
אור בעל תכונות כיראליות מיוחדות - שדה מסתובב בצורת הספרה 8. באדיבות החוקרים

אלקטרון במנוסה

מדעני המכון ושותפיהם למחקר הראו כי הסיכוי של אלקטרון לעבור מנהור במפגש בין מולקולה לשדה אור, והאופן שבו יעשה זאת, תלויים במידה רבה בכיראליות הן של המולקולה והן של האור
התרשים מדמה את האלגוריתם שלנו למשחק קלפים. ההשפעה המיידית של מדידת קיוביט אחד על האחרים דומה לתקשורת סמויה בין שחקנים. מחשבים קוונטיים משתמשים בהשפעה זו כדי לנצח את המשחק בהסתברות גבוהה יותר בהשוואה לשחקנים קלאסיים. התרשים משלב משמאל לימין: 1) משחק קלפים, 2) מעגל קוונטי, 3) הגרלת מטבע (הסתברות), 4) מדידה של הקיוביטים, 5) שימוש באלגורתם קלאסי המקטין את כמות הרעש, 6) ניתוח התוצאות. עיצוב: יעל ברנע

ביטים תחת השפעה

חוקרים פיתחו אלגוריתם שהראה תופעה קוונטית בסיסית: השפעה מידית של משתנה אחד על משתנים אחרים
משמאל: פס כחלחל, שקוף למחצה של הפולימר PEDOT לפני שלב העיבוד הסופי; מימין: הפולימר הגמיש והשקוף PEDOT(OH) לאחר השלב הסופי. [באדיבות: James Ponder]

פלסטיק שקוף, מוליך זרם ובר-הדפסה

צוות כימאים ומהנדסים מהמכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה הצליח לפתח פולימר המסוגל להוליך חשמל ביעילות גבוהה בעודו גמיש, שקוף וקל לשימוש בקנה מידה תעשייתי

הדמייה ראשונה של חור תולעת במחשב קוונטי

צוות חוקרים מאוניברסיטת הרווארד, MIT וקלטק בשיתוף עם גוגל ערכו הדמייה מוצלחת של חור תולעת הניתן למעבר בעזרת מחשב קוונטי. הניסוי שבוצע על המעבד הקוונטי של גוגל, הדגים מעבר של
איור סכמטי של מסנן add-drop. [באדיבות Journal of Optical Microsystems (2022)]

צעד קדימה בפיתוח של מערכות מיקרואלקטרומכאניות פוטוניות מבוססות צורן

בשנים האחרונות, תהליך הדיגיטליזציה העולמית הואץ בקצב חסר תקדים. הזרמת תכני וידאו וכן וִעוּד וידאו (video conferencing) במשרדים ביתיים ובמתחמי לימוד מרוחקים הולידו שיאים בצריכת פס רחב בבתים פרטיים. יישומים
מיחזור פלסטיק. איור: depositphotos.com

שיטה חדשנית להמרת פסולת פלסטיק לכדי חומרים שימושיים

חוקרים במעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת בקולורדו פיתחו תהליך חדש מאפשר המרה של פסולת פלסטיק לכדי חומר מוצא כימי יחיד שימושי במיוחד
אילוסטרציה 2 - קרני אור. באדיבות דוברות אוניברסיטת תל אביב

שיטה חדשה לעקם ולפצל קרני אור בצבעים שונים על ידי תהליך אופטי לא ליניארי

בניסוי שנערך לאחרונה באוניברסיטת תל אביב ופורסם בכתב העת היוקרתי Nature Photonics הראו החוקרים כי ניתן גם לפצל ולעקם את המסלול של אלומות אור, על ידי שימוש באלומת אור נוספת
ייצוג של חומר פרו-אלקטרי דו-מימדי [באדיבות: UC Berkeley / Suraj Cheema]

חומר פרו-אלקטרי חדשני עבור התקנים יעילים אנרגטית

גילוי של התנהגות של חומר מעניין בקנה מידה קטן יוכל להפחית את צריכת האנרגיה בתחום המחשוב
מולקולת אמוניה. איור: depositphotos.com

חומר ננומטרי מעודד ייצור אלקטרוכימי של אמוניה

חוקרים בסין הצליחו לפתח ננוחומר אלקטרוקטליטי המורכב מליבה של תחמוצת ואנדיום עם מעטפת של ואנדיום ניטריד שנועד לחזר חנקן לחומר החשוב אמוניה. החוקרים מצאו כי הם יכולים לכוונן את היחס

הזמנה להרצאה מקוונת – כל הפיזיקה בשעה אחת

ההרצאה תהיה בחינם. מועד ההרצאה יפורסם, המעוניינים מוזמנים להירשם
אלת הצדק העיוורת תמיס. איור: depositphotos.com

הסתברות במוסר ובמשפט

שילוב לא שגרתי בין פילוסופיה, משפטים ותיאוריה של מערכות מורכבות, מציע תובנות מפתיעות

מושגי יסוד בפיזיקה קוונטית: אי-שוויון בל – שעמד בבסיס פרס נובל

בהשראת זוכי פרס נובל לפיזיקה לשנת 2022, נדון במשפט בל מבלי להציג נוסחאות ואי-שוויונים. בכתבה זו נמחיש כיצד ניסויים בחלקיקים שזורים סותרים את ההנחה שקיימים משתנים חבויים ושמכניקת הקוונטים אכן
פסולת אריזות פלסטיק. משמשות פעם אחת, מזהמות אלפי שנים. איור: depositphotos.com

הפלסטיק שלנו ירוק, זול ואיכותי יותר

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב שיפרו והוזילו את תהליך הפקת "הפולימר הירוק" שעשוי להפחית את הזיהום של תעשיית הפלסטיק
בתמונה, מימין לשמאל: פרופ׳ אבי ישראלי, יו״ר BSF; שרת החדשנות, אורית פרקש הכהן; מנכ״לית משרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה, הילה חדד חמלניק. קרדיט צילום: שמוליק עלמני.

נחתם הסכם ראשון מסוגו בתחום הקוואנטום בין ישראל לארה"ב

במהלך ביקורה של שרת החדשנות, אורית פרקש הכהן בארה״ב היא נפגשת עם בכירים ואנשי עסקים על מנת לחזק את שיתוף הפעולה הטכנולוגי בין המדינות - לאחר הצהרת ירושלים. ושיתופי פעולה
המטוטלת של גלילאו. איור: depositphotos.com

דברים שיורמים יודעים: איך הזמן רץ כשנהנים?

ג' תוהה: איך זה שהזמן לפעמים עומד מלכת ולפעמים הוא רץ?
גלים קוונטיים היפוטתיים. איור: depositphotos.com

רבות הדרכים ללב הפיזיקה הקוונטית

על הפורמליזם החלופי של ריצ'רד פיינמן למכניקת הקוונטים התלויה בזמן - ועל הקירובים הקלאסיים שהופכים אותו לנוח למימוש בפיזיקה ובכימיה תאורטית