Page 13 - מגזין הטכניון | סתיו 2007

±≥
"המשימה שלנו, בגדול, היא להבין איך עובד
הטבע ברמה הכי בסיסית" - כך מסבירה
פרופסור יעל שדמי את תחום המחקר שכותרתו
"פיסיקה תיאורטית של אנרגיות גבוהות."
"הבנה בסיסית של הטבע דורשת הבנה לא רק
של היסודות החומריים, אלא גם של הכוחות
הפועלים ביניהם," אומרת פרופסור שדמי. "כיום
אנחנו יודעים על קיומם של ארבעה כוחות
בסיסיים: הכוח האלקטרומגנטי, הכוח החזק
והכוח החלש, וכוח הכבידה )גרביטציה( - שהוא
הפחות מובן מכולם."
"הכוח החשמלי הוא הכוח שאנחנו נתקלים בו
רוב הזמן," אומר פרופסור יובל גרוסמן.
"באמצעותו אפשר להסביר כמעט כל תופעה
בעולם סביבנו )למעט כבידה ודעיכות
רדיואקטיבית(. הכוח החשמלי פועל בכל הרמות,
אבל כאשר אנחנו יורדים בסדרי הגודל משתנות
התופעות הנובעות ממנו. למשל, כשאנחנו יורדים
מסדרי גודל של גוף אנושי לרמת אטום המימן
- ירידה של כעשרה סדרי גודל - אנחנו עוברים
ממכניקה קלאסית-ניוטונית למכניקה קוונטית."
הפילוסוף היווני דמוקריטוס, שנולד במאה
החמישית לפנה"ס, הוא הראשון שטען כי כל
החומר בעולם עשוי מאבני יסוד - שאותן הוא
כינה "אטומים". ואכן, כיום אנחנו יודעים כי כל
החומרים שסביבנו עשויים ממולקולות,
והמולקולות עשויות מאטומים. לכאורה, אלה
אבני הבניין היסודיות המרכיבות את העולם.
אבל גם האטום הוא ישות מורכבת - לפני כמאה
שנה התגלה גרעין האטום, שסביבו חגים
האלקטרונים. הגרעין עצמו עשוי מפרוטונים
וניוטרונים, ואלה בנויים מחלקיקים המכונים
קוורקים.
"כשאנחנו יורדים ויורדים בסדרי הגודל," אומר
פרופסור גרוסמן, "מאבדת השאלה 'ממה
הדברים עשויים?' את משמעותה, והשאלה
הרלוונטית הופכת להיות: איך דברים מבצעים
שם, ברמה הכי ‰¯Â˜ ביניהם? מה ‰Èˆ˜‡¯Ëȇ
בסיסית?"
ÈÂÒÈφ‰È¯Â‡È˙†ÔÈ·
המאמץ להבין את החומר ואת הכוחות הפועלים
עליו דורש שיתוף פעולה נרחב בין פיסיקאים
מתחומים שונים, ואכן, פרופסור גרוסמן
ופרופסור שדמי הם חלק מקבוצת מחקר רחבה,
הכוללת את הפרופסורים בוריס בלוק,
אורן ברגמן, מיכה גרונאו, משה משה וגד עילם.
"אנחנו התיאורטיקנים מפתחים מודלים שצריך
לבדוק," אומרת פרופסור שדמי, "אבל לעתים
הדברים פועלים בכיוון ההפוך - גילוי אמפירי
של כוחות חדשים, או חלקיקים חדשים, שמוביל
לפיתוח של תיאוריה המסבירה אותם."
האתרים הטובים ביותר לבחינה של התיאוריות
הללו הם מאיצי חלקיקים, שבהם, בזכות
האנרגיה העצומה, החלקיקים המתנגשים יכולים
ליהפך לחלקיקים חדשים. ואכן, הקבוצה
הטכניונית קשורה לפרויקט חדש המוקם כיום
. מדובר במאיץ חלקיקים בהיקףLHC בשוויץ:
של שלושים קילומטר, הנבנה בעומק האדמה
)001 מטר מתחת לקרקע( כדי למנוע חדירת
קרינה מבחוץ. בהקמתו של "אטלס", אחד
הגלאים במאיץ זה, שותפים שני חוקרים נוספים
מהטכניון: פרופסור שלומית טרם ופרופסור
יורם רוזן.
פרופסור שדמי ועמיתיה חוקרים, אם כן, כיצד
LHCעובד המדע ברמה הבסיסית ביותר. "ה-
הוא מגרש משחקים נפלא לבדיקה של הדברים
האלה ושל תופעות נוספות. יהיו שם
אינטראקציות עתירות אנרגיה, המדמות במידה
מסוימת את השניות הראשונות של המפץ
הגדול. לכן אנחנו מאמינים שבניסוי הזה נוכל
לקבל תשובות לכמה מחידות היקום."
¯ÓÂÁ≠ÈË‡
פרופסור גרוסמן עוסק, בין השאר, בחקר
האנטי-חומר, המורכב מאנטי-חלקיקים.
אנטי-חלקיק זהה לחלקיק בכל תכונותיו פרט
למטענו החשמלי, שהינו הפוך לזה של החלקיק.
כאשר חלקיק נפגש עם האנטי-חלקיק שלו עשוי
להתרחש איון )אניהילציה( שבו הופכים השניים
לקרינה. אינטראקציה בין אלקטרון לפוזיטרון,
לדוגמה, יוצרת פוטון.
"אם היקום הקדום היה מכיל חומר ואנטי-חומר
בכמויות זהות, היינו נשארים עם יקום ריק
מחומר," אומר פרופסור גרוסמן. "אבל זה הרי
אינו המצב."
את הסוגייה הזו העלה, כבר ב-7691, המדען
אנדריי סחרוב - שמוכר בעולם גם הודות
לפעילותו הפוליטית ולהיותו חתן פרס נובל
לשלום. "השאלה הזאת זכתה מאז להרבה
התייחסויות," אומר פרופסור גרוסמן, "ובהחלט
הושגה התקדמות רבה בנושא - בין השאר הודות
לחבר הפקולטה שלנו פרופסור גרונאו. ועדיין,
יש פער עצום בין הניסוי לתיאוריה: על פי
התיאוריות היה אמור להיות הרבה פחות חומר
מכפי שישנו בפועל.
"הפיתרון טמון כנראה ב'קטן', כלומר במרחקים
הכי קטנים. לכן, אחת הבעיות בתחום הזה היא
הבעיה הניסויית - איך בודקים באופן אמפירי
תיאוריות של אנטי-חומר?"
אחד הניסויים שהוצעו בהקשר הזה דרש לגלות
ריאקציה מסוימת שמתרחשת רק אחת למיליון.
פרופסור גרוסמן חקר את הנושא והצליח לצמצם
את ההסתברות הזאת לאחת למאה אלף - מה
שמגביר כמובן את ישימותו של הניסוי. כך, הוא
מקווה, יתקרב המדע להבנתו של נושא מורכב
זה.
ȇÂÂφȯˆÂ˙†
"פריצות הדרך הגדולות במדע ובטכנולוגיה הן
לעתים תכופות 'תוצרי לוואי,' אומרת פרופסור
שדמי. "כך למשל, האנשים שחקרו את הכוח
החשמלי לא חשבו על הנורה, אלא ניסו להבין
, שמוכר לנו כיום כרשתWWWאת הטבע. וה-
. ממדיוLHC האינטרנט, הומצא במאיץ שקדם ל-
של הפרויקט, ומספר האנשים המשתתפים בו
)כאלף ניסיונאים(, חייבו הקמה של רשת
וירטואלית לשיתוף פעולה, וכך נולד האינטרנט."
‰ Ë Ï Â ˜ Ù † Ï ˘ † ‰ ¯ Â Ù È Ò
Í È ‡
„ · Â Ú
Ú · Ë ‰