Page 16 - מגזין הטכניון | דצמבר המופלא

נובל
פרס
±∂
הממצאים של שכטמן פוגשים את
המודל של סטיינהארט ולוין
היה ±π∏¥ שנת
≤μ≠דב לוין בן ה
שקוע בדוקטורט שלו
בפיזיקה באוניברסיטת
ן ֶּפ© פנסילבניה
המנחה Æ®יוניברסיטי
פרופסור פול ¨ שלו
שהה אז ¨סטיינהארט
IBM בשבתון בחברת
¨ ביורקטאון הייטס
Æ יורק≠ניו
בחודש אוקטובר בא
יורק כדי לדון עם סטיינהארט ≠לוין לניו
¨בנושאים שונים הנוגעים למחקר שלהם
ולקדם מאמר תיאורטי בנושא של חומר
יום אחד הגיע למשרדו של Æמחזורי≠קוואזי
פרופסור דייוויד נלסון IBM≠סטיינהארט ב
Æ מהרוורד
נלסון הביא איתו טיוטה של מאמר המיועד
Physical Review לפרסום בכתב העת
על המאמר היו חתומים ארבעה Æ Letters
גרטיאס ¨ בלך¨ שכטמן ∫חוקרים נסיונאים
סטיינהארט התבונן בתמונת Æוכהאן
ומיד שלף ¨הדיפרקציה שהופיעה במאמר
הדיפרקציה התיאורטי ≠משולחנו את מודל
¨ מודל של מוצק מסודר אך לא גבישי≠ שלו
הם הציבו את Æשהוא חישב יחד עם לוין
תמונת הדיפרקציה שלהם מול התוצאה
והדמיון בין שני ¨ הניסויית של שכטמן ועמיתיו
זה היה ¢ Æהתרשימים היכה אותם בתדהמה
Æממש התקשינו להאמין¢ Æ אומר לוין¢¨ßבינגוß
במשך תקופה ארוכה עבדנו על מודל בעל
Æ ופתאום הטבע נתן לנו את זה¨סדר משונה
¢Æ בלשון המעטה¨ היינו המומים
פעמיים≠ ב לישראל¢מארה
ובגיל הנעורים ¨ב ¢דב לוין נולד בארה
יורק ובא ללמוד ≠הפסיק את לימודיו בניו
כעבור Æ באוניברסיטה העברית בירושלים
שם השלים את ¨ יורק≠שנתיים הוא חזר לניו
והמשיך לתואר שני ושלישי ¨ התואר הראשון
הוא ±π∏∑≠ בÆבאוניברסיטת פנסילבניה
¨ סיים את הדוקטורט בהנחיית סטיינהארט
דוקטורט ≠ אחרי משרת פוסט¨±ππ∞≠ וב
® KITPכיום © במכון לפיזיקה תיאורטית
Æ עלה לישראל¨ קליפורניה¨בסנטה ברברה
למרות קשרים קודמים עם מכון ויצמן בחר
ומאז הוא חבר סגל בפקולטה ¨ לוין בטכניון
הוא זכה בפרס ≤∞±∞ בשנתÆ לפיזיקה
הפרס היוקרתי ביותר בתחום ¨ באקלי
והוא הזוכה ¨הפיזיקה של החומר המעובה
הוא חלק Æהישראלי הראשון בפרס זה
את הפרס עם פרופסור סטיינהארט ועם
תרומתם החלוצית ¢ על¨פרופסור אלן מקיי
ובתוכה ניבוי תמונת ¨גבישים≠לתורת הקוואזי
¢Æהדיפרקציה
תעלומת הזכוכית
לוין התחיל לעבוד עם סטיינהארט בשנת
באותם ימים הוא עסק בתחום אחר Ʊπ∏±
ובאחד הכנסים בנושא ¨®יחסות כללית©
ר פנרוז ßזה הוא התוודע לעבודתו של רוג
¨ בזמנו הפנוי¨ מתמטיקאי בריטי שעסק≠
שמעתי עליו ¢ Æ בריצוף המישור באריחים
כמה אנשים דיברו ביניהם Æ לגמרי במקרה
וזה נראה לי ¨על ריצוף של חדר אמבטיה
סטיינהארט נתן קולוקוויום ±π∏±≠ ב Æמסקרן
על מחקרו בחומרים לא מסודרים וסדר
החלטתי Æ והנושא נשמע לי מרתק ¨ערטילאי
וחברתי לסטיינהארט ßהסבהß לעשות
כעבור זמן מה התחלנו Æ כדוקטורנט
לחשוב על הריצוף של פנרוז ועל הכללותיו
כמודלים מעניינים בהקשר של חומרים
באותו שלב לא היה Æאמורפיים אידיאליים
ואיש ¨ ידוע הרבה על ריצופים ותצורות כאלה
¢Æלא אפיין את הסדר שלהם
בהנחייתו של סטיינהארט החל לוין לחקור
את הסוגייה של סדר במודלים אידיאליים
חומרים שאינם נוזלים ≠ לזכוכיות מתכתיות
Æ אינם מסודרים® בניגוד לגבישים© אבל
רמת הצמיגות ¨כאשר נוזל הופך לזכוכית
והחומר ¨שלו גדלה באופן דרמטי ופתאומי
נעשה קשיח מבלי שהאטומים יספיקו
זכוכית היא חומר Æלהתארגן בצורה מסודרת
אבל תנועת האטומים בתוכו ¨שאינו גבישי
שהיא אינה יכולה להיחשב ¨איטית כל כך
¨ לכן זהו מצב ביניים מעניין ומסתוריÆנוזל
שעדיין מהווה את אחת הבעיות החשובות
Æבפיזיקה
סטיינהרט ולוין ניסו להבין אם יש סדר חבוי
ולמה חומרים מסויימים אינם ¨בזכוכיות
היה ¢ Æ סטנדרטי¨מתגבשים באופן רגיל
ידוע שבזכוכיות מתכתיות קיימים מוטיבים
איקוסאדר הוא מין הכללה © איקוסאדריים
Æ®של מחומש לשלושה מימדים
פירוש הדבר שבחומרים האלה אין סדר
לסוגייה הזאת הקדיש לוין חלק ¢Æמחזורי
¨שברתי את הראש¢ Æניכר מזמנו כדוקטורנט
כי אין שיטות ¨ולפעמים זה היה די מייאש
זאת Æסטנדרטיות לטיפול בנושא הזה
היתה תקופה מתסכלת אבל גם מחשלת
כל יום הייתי צריך לבוא עם רעיון ≠ מאוד
אין לי ספק Æ כי הרעיון הקודם לא עבד¨חדש
שלי עזר ®הפרעת קשב וריכוז© ADHD≠שה
Æלי כאן לא מעט
אי אפשר לומר שפענחנו את תעלומת ¢
אבל בהחלט עלינו על משהו ¨הזכוכית
≠ על כך שיכולה להיות תבנית≠ מעניין
¨ßאסורות ß אטומים מסודרת בעלת סימטריות
שבה הסדר אינו ¨למשל תבנית מחומשת
¢Æמחזורי
שטיינהארט ולוין הצליחו לאפיין את הסדר
ולמבנים הללו ¨¢מחזורי'ת≠קוואזי ¢האמור כ
¢גבישים≠קוואזי¢ הם הדביקו את הכינוי
עבודתם התפרסמה Æ®quasicrystals©
חמישה Physical Review Letters≠ב
שבועות בלבד אחרי מאמרם של שכטמן
המאמרים האלה היכו גלים ¢ Æועמיתיו
תוך חודשים Æ בקהילה המדעית העולמית
¨ספורים נערכו כנסים בינלאומיים בנושא
ויצאו המון מאמרים נסיוניים ותיאורטיים
זה הפך לאחד הנושאים החמים Æכאחד
וכולם רצו לדעת אילו ¨ביותר בפיזיקה
¢Æתכונות יהיו לחומרים האלה
השעשוע של פנרוז
ר פנרוז לא היה הראשון שניסה לרצף ßרוג
קדם Æאת המישור בצורה לא מחזורית
ריצוף ±π∂∂≠ שהציע ב¨לו רוברט ברגר
פרויקט ≠ סוגי אריחים≤∞¨∞∞∞ באמצעות
Æ משמעותי מאוד בתולדות מדעי המחשב
עבור פנרוז היתה שאלת הריצוף מעין
הוא לא שאף להעמיק באספקט ≠ שעשעון
ובוודאי לא חשב על ¨ המתמטי של העניין
בריצופי פנרוז ניכרות תצורות Æפיזיקה
כוכבים ≠ בעלות סימטריה מחומשת
Æ®מצולעים בעלי עשר צלעות© ודקאגונים
בריצופים האלה נדמה שהסדר חוזר על
אך זו רק ¨ עצמו באופן מחזורי מדויק
Æאשליה
נתחילøמהי בעצם סימטריה מחומשת
ב
התיאוריה
פרופסור דב לוין