בטכניון הראו כיצד גביש פוטוני קוואזי-מחזורי מתקן עצמו בעזרת אינטראקציה עם אור

כך פרסם כתב העת המדעי נייצ'ר

הטכניון

חוקרי הטכניון יצרו גביש פוטוני קוואזי-מחזורי המגיב בצורה דינמית לאור העובר דרכו. הם הכניסו פגם באופן מכוון לגביש, והראו, בזמן אמת, כיצד הגביש מתקן את עצמו באמצעות האינטראקציה הדינמית עם האור. כך מגלה כתב העת היוקרתי “נייצ'ר” בגיליונו מתאריך 27 באפריל, 2006.

המחקר נערך על ידי הדוקטורנט ברק פרידמן, בהנחיתו של פרופסור מוטי שגב מהפקולטה לפיסיקה בטכניון. המחברים האחרים במאמר הם גיא ברטל, דוקטורנט נוסף בקבוצת המחקר של שגב, ד”ר ג'ייסון פליישר, שהיה פוסט- דוקטורנט בקבוצה וכעת פרופסור באוניברסיטת פרינסטון בארה”ב, פרופסור דימיטרי כריסטודולידס מאוניברסיטת פלורידה, וד”ר רון ליפשיץ מאוניברסיטת תל אביב (מומחה לתיאוריה של קוואזי-גבישים).

“גביש רגיל מורכב מאבן בנין אחת ויחידה שאיתה ניתן למלא נפח (או משטח) בצורה מחזורית, כמו מרצפות ריבועיות המרצפות את חדר האמבטיה”, מסבירים החוקרים. “אבל, הטבע מצא דרכים נוספות למלא נפח, אם משתמשים ביותר מאבן בנין אחת. במצבים כאלה, הנפח (או המשטח) עדיין מסודר, אולם הסדור איננו מחזורי. מבנים כאלה נקראים קוואזי-גבישים (קצור של גבישים קוואזי-מחזוריים), ויש להם תכונות ייחודיות מופלאות”.

קיומם של חמרים קוואזי-גבישים התגלה בשנת 1982 ע”י חוקר אחר מהטכניון, פרופסור דני שכטמן, מהפקולטה להנדסת חומרים. התגלית שגבישים אינם חייבים להיות בעלי מבנה מחזורי היוותה בשעתו מהפיכה מדעית.

גלי אור העוברים דרך הקוואזי-גביש הפוטוני שנוצר ע”י חוקרי הטכניון מגיבים כפי שאלקטרונים ואטומים מתנהגים בגביש קוואזי-מחזורי בטבע. הגביש הפוטוני הקוואזי-מחזורי משנה את תכונותיו בזמן שהאור עובר דרכו. כלומר, קרן האור העוברת דרך גביש כזה, גורמת לשינוי בתכונות הגביש, ושינוי זה גורם לשינוי בקרן האור, וחוזר חלילה, בצורה דינמית. ההבדל המשמעותי בין קוואזי-גביש פוטוני בעל תכונות דינמיות וגבישים קוואזי-מחזוריים בטבע הוא, שבגביש הפוטוני ניתן להבחין בדינמיקה בתוך הגביש בזמן אמת, כפי שחוקרי הטכניון אכן עשו בניסוי עם הפגם המתקן את עצמו. כלומר, בדרך זו ניתן ללמוד על מבנים קוואזי-מחזוריים בדרכים שהיו בלתי אפשריות עד כה. תובנות חדשות בתכונות חשמליות, אופטיות, אלסטיות, ואחרות של חומרים מסוג זה, יוכלו להוביל לשימושים חדשים שלא נודעו עד כה.

בצד מאמרם של פרופסור שגב ושותפיו, מפרסם “נייצ'ר” כתבה קצרה על מעבדתו של פרופסור שגב ואווירת המחקר בה.