מגזין הטכניון | סתיו 2020

מיקרוסקופיה - הדור הבא 14 מציג Nature אמר שהתפרסם בכתב העת מערכת מיקרוסקופיה חדשנית המחוללת אינטראקציה חסרת תקדים בעוצמתה בין אור לחומר. המערכת, שנבנתה בטכניון באמצעות שילוב ושכלול של מוצרים מעולם המיקרוסקופיה והלייזר, היא הטובה בעולם בשילוב של רזולוציה בזמן, במרחב ובתדר. את המחקר הוביל ד”ר עדו קמינר, ראש המעבדה לדינמיקה קוונטית של אלומות אלקטרונים ע”ש רוברט ורות מגיד וחבר סגל בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי ובמכון למצב מוצק. ד”ר קמינר הוא גם חבר במכון לננוטכנולוגיה ע”ש ראסל ברי ובמרכז הקוונטום ע”ש הלן דילר. במאמר שותפים ד”ר קנפגנג וואנג, מהנדס המעבדה רפאל דהן, מיכאל שנציס, ד”ר ירון קאופמן, אורי ריינהרדט, עדי בן-חיון ושי צסס. המערכת האמורה, שנבנתה בתמיכה משמעותית של הטכניון ושל כמה מחוקריו המובילים, מאפשרת מיפוי חסר תקדים של התנהגות האור הלכוד במבנים ננומטריים כגון גביש פוטוני - מבנה ננומטרי שמאפייניו מכתיבים את התנהגות האור בתוכו. התפתחויות מדעיות וטכנולוגיות הובילו לשיפור דרמטי באיכותם ובתכונותיהם של גבישים פוטוניים, והן מאפשרות אפילו ללכוד את האור בתוכם לזמן מה. לדברי ד”ר קמינר, “זו לא הפעם הראשונה שגבישים פוטוניים או מבנים ננו-פוטוניים אחרים לוכדים אור, אבל זאת תצפית ניסויית ישירה ראשונה באור הנלכד בהם. במערכת החדשה הצלחנו להדגים לראשונה תצפית כזאת באמצעים קוונטיים חדשים. זהו ההישג העיקרי ”. Nature במחקר הנוכחי, והסיבה לפרסומו ב- בשנים האחרונות הוצגו סימולציות רבות למפגשים בין אור לאלקטרונים חופשיים שאינם חווים את אותן מגבלות, אולם הן לא מומשו ברמה הניסויית בשל קשיים טכנולוגיים מורכבים. כעת, באמצעות המערכת שנבנתה בטכניון, נערכה לראשונה תצפית ניסויית ישירה באינטראקציה בין אלקטרון חופשי לפוטון לכוד. כך התאפשרה גם מדידה ישירה של משך החיים של הפוטונים הלכודים. החוקרים הצליחו לצפות באור בזמן שהוא לכוד בגביש ולמפות את האינטראקציה בינו לבין אלקטרון המשוגר לעברו. האלקטרון האמור משמש כלי לצילום ומיפוי האור ברזולוציה מעולה, וזאת בזכות האינטראקציה הקוונטית שלו ברמת הפוטון הבודד. המערכת שבנה ד”ר קמינר מבוססת על מיקרוסקופ מ ד”ר קנגפנג וואנג רפאל דהן ד”ר עדו קמינר תצפית ניסויית ישירה באור הנלכד בגביש פוטוני - במערכת מיקרוסקופיה שהורכבה בטכניון האור לוכדי https://www.nature.com/articles/s41586-020-2321-x למ אמר: