Page 15 - מגזין הטכניון | אביב 2006

±µ
Ï È Ù Â ¯ Ù
˙¢ÈÁ‰†ÔÂÁˆ
¨ÈÚ„Ó‰†ÌÏÂÚ·†˙„Ȅ·Ó†Ï·Ò†ÔÓË΢†È„†¯ÂÒÙ¯Ù
ÌÈȯÂÊÁÓ≠Èʇ˜†ÌÈ˘È·‚†∫‰˘ÈÚ¯Ó‰†Â˙ÈÏ‚˙†‰ÁΉ˘†„Ú
שבמרילנד, ארה"ב, NBS זה קרה במעבדות
באחד מימי החורף של 2891. ד"ר דני שכטמן
הרים את עיניו ממיקרוסקופ האלקטרונים
החודר, ואמר לעצמו: "אין חיה כזו".
שכטמן, חוקר צעיר מהפקולטה להנדסת
על ידי ד"ר NBS-חומרים בטכניון שהוזמן ל
ג'ון כאהן, שביקר בטכניון בשנת 0891, עסק
באותם ימים בייצור חומרים מתכתיים על
ידי התמצקות מהירה. מה שראה
במיקרוסקופ האלקטרונים באותו יום היה
דיפרקציה שהצביעה על כך שהגביש הנבדק
הינו גביש בעל סימטריה סיבובית של חמש
- סימטריה שנחשבה אז בלתי אפשרית.
ÌÈȯÂÊÁÓ†ÌÈ˘È·‚†˙Â˘†ÌÈÚ·˘
בשנת 2191 גילה המדען הגרמני פון לאווה
כי לרוב המוצקים מבנה גבישי מסודר
ומחזורי. מאז ועד שנת 2891 - במשך שבעים
שנה - לא דווח על גילוי גבישים שאינם
מחזוריים. בנסיבות אלו התבססה פרדיגמה
המגדירה את הגביש כמסודר ומחזורי,
וקובעת כי לגבישים מחזוריים יכולה להיות
סימטריה סיבובית של 2, 3, 4 או 6 - לא 5
ולא מספר גדול מ-6. על בסיס זה צמחה
תורת הגבישים )הקריסטלוגרפיה(, אשר היתה
עד שנות השמונים "מדע סגור", שאנשיו
אינם מצפים לגילויים מהפכניים.
שכטמן המופתע בדק שוב ושוב את תגליתו,
ואז יצא אל המסדרון כדי לחלוק אותה עם
מישהו. אבל המסדרון הארוך היה ריק. זו
היתה רק תחילתה של בדידות, ואפילו בידוד,
בעולם האקדמי כולו.
שכטמן חזר למעבדה, המשיך לעבוד וביצע
סדרה של ניסיונות, במטרה לברר מה גורם
לסימטריה המחומשת. בתחילה הוא חשב
שמדובר בתופעה הקרויה "תאומים". כששלל
אפשרות זו הבין שכטמן שגילה גבישים
חדשים, ובהמשך הוא מצא גבישים כאלה
בשלושה חומרים שונים.
¢‰ÊΆ¯·„†Ôȇ¢
כששיתף ד"ר שכטמן את עמיתיו במעבדות
בתגלית המרעישה השיבו לו כולם: "אין דבר
כזה". אבל הוא לא ויתר, עד שראש קבוצת
אמר לו: "ד"ר שכטמן, אתה NBSהחוקרים ב-
מבייש את הקבוצה ואני מבקש ממך לעבור
לקבוצת מחקר אחרת."
ד"ר שכטמן הצעיר הועבר לקבוצה אחרת, וכך
סיים את שנת השבתון שלו. כאשר שב לטכניון
הוא פגש את פרופסור אילן בלך, אשר היה
היחיד שהאמין לגילוי שלו, ואף הציע מודל
המסביר איך התקבלה דיפרקציה כזו. בקיץ
של שנת 4891, בגיל 34, חזר ד"ר שכטמן
למרילנד ושלח לפרסום, יחד עם פרופסור
בלך, מאמר מדעי שכלל את החלק הניסיוני
ואת החלק התיאורטי.
Journal of Appliedהמאמר נדחה. עורכי ה-
כתבו: "המאמר לא יעניין פיסיקאים. Physics
אנו ממליצים לשלוח אותו לעיתון של
מטלורגים )חוקרי מתכות(." המאמר אכן נשלח
Metallurgical לעיתון של מטלורגים -
- אשר קיבל אותו, אך הודיע Transactions
כי יפרסמו רק בתוך שנה. שכטמן הראה את
המאמר לג'ון כאהן, שהציע לשלוח מאמר
Physical Review נוסף, מתומצת, לכתב העת
. בכתיבת המאמר המתומצת השתתפוletters
ארבעה מדענים - שכטמן, בלך, כאהן והמדען
הצרפתי ד"ר דניס גרטיאס. העצה של כאהן
הוכחה כטובה, והמאמר אכן פורסם בתוך
שבועות ספורים, בנובמבר 4891. כך נפתח
תחום חדש במדע: גבישים קוואזי-מחזוריים.
קהילת הפיסיקאים געשה ורעשה,
והחרתה-החזיקה אחריה קהילת הכימאים
והמתמטיקאים. קהילת ה"מאמינים" של ד"ר
שכטמן גדלה והלכה, אבל היא נתקלה
בהתנגדות של קהילת הקריסטלוגרפים
השמרנית, בראשות פרופסור לינוס פאולינג,
אבי הכימיה האמריקנית המודרנית וחתן פרס
נובל )פעמיים(. "שכטמן מדבר שטויות", אמר
פעם פאולינג בכנס מדעי שבו ישב בקהל גם
ד"ר שכטמן: "אין דבר כזה קוואזי גבישים -
יש רק קוואזי מדענים." לפני מותו נותר
פאולינג היחיד בעולם המדעי שסירב להכיר
בתגליתו של דני שכטמן.
ד"ר שכטמן היה לפרופסור חבר בטכניון, ובתוך
כשנה - לפרופסור מן המניין. גם זו תופעה
חסרת תקדים, ובפקולטה שלו אמרו בחיוך כי
"כנראה שהתמצקות מהירה גורמת גם לעליה
מהירה בסולם הדרגות". היום פרופסור שכטמן
הוא פרופסור מחקר, בעל פרסים רבים כגון
פרס ישראל, פרס וולף, פרס אמת ופרס
אמינוף של האקדמיה השוודית המלכותית
למדעים. הוא חבר באקדמיה הישראלית
למדעים ובאקדמיה להנדסה בארה"ב.
כיום כבר ידוע על מאות חומרים המקיימים
את המבנה שגילה פרופסור שכטמן, ומדי
שנה מתקיימים מספר כנסים לאומיים
ובינלאומיים בנושא. 04 ספרים מדעיים
הוקדשו לגבישים קןואזי-מחזוריים, ובספרים
רבים אחרים עודכן הפרק הדן במדע
הקריסטלוגרפיה. בעקבות התגלית ואישושה
שינתה האגודה הבינלאומית של מדעני
הקריסטלוגרפיה את הגדרת הגביש מיסודה.
בישראל הוצמד שם לחומר בעל המבנה
החדש - "שכטמנית". אבל פרופסור שכטמן,
חייכן ושקט, ממשיך בעבודתו, מפתח
סגסוגות מגנזיום חדשות ועובד על תרכובות
בין-מתכתיות. את הצלחתו )ונצחונו( אין
הוא חוגג בראש חוצות, כפי שלא שיתף
רבים בשנות הבידוד שלו בעולם האקדמי.
„ÂÒȆȂ˘ÂÓ
להלן הסברים בסיסיים לכמה מושגים המופיעים
בכתבה:
הינה התפזרות קרינה כתוצאה ‰Èˆ˜¯ÙÈ„
מאינטראקציה עם חומר.
פירושה, באופן פשטני, שאם ˙ȷ·ÈÒ†‰È¯ËÓÈÒ
נסובב את הגוף שבו מדובר, נראה שוב ושוב אותה
תמונה; לדוגמה, אם נסובב לאט סביבון שעל
פיאותיו לא כתוב כלום, נראה ארבע פעמים את
אותה תמונה, ואז נגיע שוב לנקודת ההתחלה -
זוהי סימטריה מרובעת. התגלית של פרופסור
שכטמן היא קיומה של סימטריה מחומשת.
מתאפיין בכך שהוא מורכב מיחידת ȯÂÊÁÓ†˘È·‚
מבנה בסיסית החוזרת על עצמה שוב ושוב, כמו
המשושים בחלת הדבש.
תחום
חדש