פיסיקה קוונטית

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
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

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
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
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
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.
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
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
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

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
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
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
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
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

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
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
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
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
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
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."
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,

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'.
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
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

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
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

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

הזמנה להרצאה מקוונת – כל הפיזיקה בשעה אחת

ההרצאה תהיה בחינם. מועד ההרצאה יפורסם, המעוניינים מוזמנים להירשם