מדעים מדויקים

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

הניסוי שמאתגר את האנרגיה האפלה

קבוצת חוקרים מאוניברסיטת נאנג'ינג ומהאוניברסיטה למדעים וטכנולוגיה בסין פיתחו ניסוי שבחן מודל לאנרגיה האפלה. תוצאות הניסוי שללו את המודל המדובר שניבא כוח חמישי יסודי בטבע.
תרשים מדעי: כתב העת Optica מציג דרך חדשה לתכנון מערכת אופטית לקבלת שזירה פוטונית רצוייה – שיתוף פעולה בין חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת תל אביב. (קרדיט SimplySci Animations)

דרך חדשה ליצירת פוטונים שזורים

חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה חדשנית להנדס שזירה קוונטית בגביש, תוך שימוש בכלים של למידה חישובית
פליטת גזי חממה. איור: depositphotos.com

גבישים נקבוביים ללכידת גזי חממה מכילי פלואור

גזים מכילי פלואור – לרבות אלו המכונים פחמימנים על- או רב-מופלרים [PFCs], נמצאו כבעלי השפעה מרובה על ההתחממות הכלל עולמית. חוקרים הצליחו לפתח לאחרונה חומרים גבישיים חדשניים המסוגלים לספוח באופן
תודעה ברמה המולקולרית. איור: depositphotos.com

הקשר שנשלל בין הקוונטים לתודעה

מאמר חדש עשה ניסוי מעניין שקשור לתורת הקוונטים ולחקר התודעה. התוצאות מראות שאחת התיאוריות הידועות שטוענת כי תודעה נוצרת בעקבות מדידה קוונטית, כנראה אינה נכונה.
גלי כבידה

הגל הנושם שהוכיח תיאוריה מדעית

צעד נוסף לקראת כבידה קוונטית

הפיזיקאי היקידה מאוניברסיטת טוקיו ועמיתיו פיתחו מודל הדואלי לתורת הכבידה של איינשטיין במרחב דה סיטר שלושה ממדי. זהו צעד משמעותי לקראת מודל שיתאר נאמנה את הטבע, כלומר את הפיזיקה של
בוזון היגס ושדה היגס. איור: depositphotos.com

עשור להיגס: מה גילינו, מה חבוי ומדוע פיזיקת החלקיקים לא מתה?

ההרצה החדשה של מאיץ ההדרונים בז'נבה חותמת עשור לגילוי ההיגס ופותחת עשור חדש של מחקר מרתק לא פחות. במאמר זה נסקור מה גילינו ואילו שאלות נותרו פתוחות.
חגיגות במרכז הבקרה של CERN (CCC) לציון תחילת ההרצה השלישית של LHC (צילום: CERN)

מאיץ ההדרונים הגדול בסרן חוזר לפעול

בהרצה השלישית יוטחו החלקיקים בעוצמת אנרגיה 13.6 TeV, דבר שעשוי לסייע בהבנה טובה יותר של תכונותיו של בוזון היגס ושל האינטראקציה שלו עם החומר, ואולי גם לגלות רמזים על החומר
שמונה מאפננים, מיקרו-טבעות ומוביל גל אופטי. צילום יחצ, אינטל

פוטוניקת הסיליקון מתקרבת למעבדים

כך עולה מדיווח של מעבדות אינטל. איתמר לוין, בכיר באינטל האחראי על הפיתוח אומר כי שילוב משדרי לייזר בשבבים רגילים יחסוך אנרגיה וישפר את ביצועי המעבדים, בעיקר ביישומים כגון בינה
האחים רהב שילון: צילום: שחר שילון אנקורי

דור העתיד של המתמטיקאים בישראל

השבוע התקיימה האולימפיאדה הארצית למתמטיקה לכיתות יסודי וחטיבות ביניים * דוד קרביץ מכיתה ו׳ מכפר סבא, הלומד באופירה נבון, זכה במקום הראשון לשכבת גילו והוא מספר לנו: ״מתמטיקה בשבילי היא
פרופ' נוגה אלון. צילום יחצ, אוניברסיטת תל אביב

פרופ' נוגה אלון מאונ' ת"א ופרינסטון זכה בפרס שאו היוקרתי למתמטיקה יקבל 1.2 מיליון דולר

מכיוון שאין פרס נובל למתמטיקה, שני פרסים הפכו להיות התחליף - פרס פילד למדענים צעירים עד גיל 40 ופרס שאו שמוענק למעשה על מפעל חיים
מפתחי טכנולוגיית E-TAC, מימין לשמאל: ד"ר חן דותן, פרופ' אבנר רוטשילד, ד"ר אביגיל לנדמן ופרופ' גדעון גרדר. צילום: דוברות הטכניון

האגודה המלכותית לכימיה העניקה פרס לחוקרי הטכניון שפיתחו את E-TAC – טכנולוגיה לייצור מימן ירוק

"צוות E-TAC הוא דוגמה נפלאה לכך שעלינו לחגוג הישגים מדעיים דרמטיים" נאמר בנימוקים לפרס
ספין. המחשה: depositphotos.com

לראות את האור, לחשוב על המחר

התקן חכם, מבוסס שכבה אטומית בודדת, אשר ממיין ושולט בספין הפוטונים, עשוי להוביל לפיתוח מחשבי הדור הבא
מינהור קוונטי. צילום: depositphotos.com

האם מנהור קוונטי גורם למוטציות גנטיות?

מולקולת הדנ"א האנושית מכילה כשלושה מיליארד בסיסים ומשתכפלת מידי יום כשתי טריליון פעמים. כדי שהמבנה התאי ישמר, תהליך השכפול חייב להיות מדויק להפליא, אך יחד עם זאת, הופעתן של מוטציות
תלמידי המחקר יפעת ברוכי ויותם מזוז-הרפז בוחנים התקן למדידה במעבדה

חלקיקים מוארים, חלקיקים חשוכים

חלקיקים מלאכותיים, נוזל-על ומוצק-על יתאפיינו בזרימת אלקטרונים באפס חיכוך, בטמפרטורות גבוהות יחסית
מולטיברס - יקומים מקבילים. מתוך ויקיפדיה

מהו המוליטברס?

בעקבות הסרט החדש של מארוול "דוקטור סטריינג' בממדי הטירוף" המתרחש במולטיברס, החלטתי לפרק בכתבה קצרה את המשמעות של יקומים מקבילים ואת הסיבות להאמין בקיומם. לטעמי, המדע עולה על כל דמיון,
כימאים מאוניברסיטת קרולינה הצפונית הצליחו לפתח שיטה קיצונית המספקת "חיים נוספים" לפלסטיק חד-פעמי על ידי מִחְזוּר מַשְׁבִּיחַ ('upcycling') שלו לחומר חדשני בעל ערך גבוה יותר (תמונה באדיבות: Jon Gardiner)

שיטה חדשנית, פשוטה וזולה יותר למיחזור פלסטיק

כימאים מתארים שיטה חדשנית שבה הם משתמשים על מנת להמיר פלסטיק שנזרק לאשפה לכדי חומר חזק ויציב יותר שמשמש בדרך כלל לאריזת מזון. במסגרת מִחְזוּר מַשְׁבִּיחַ ('upcycling') שכזה, השיטה תוכל
ניסוי ההיתוך המגנטי של JET הוא הטוקמק הגדול ביותר בעולם. EFDA JET/WikimediaCommons, CC BY-SA

שיפור דפנות כורי ההיתוך הגרעיני – התקדמות לעבר פתרונות אנרגיה חדשים

ההיתוך הגרעיני מגיע לציון דרך הודות לדפנות כור טובות יותר - ההתפתחות ההנדסית הזאת מובילה לכורים של העתיד, אומרים חוקרים בעקבות הצלחה בניסוי בבריטניה