Page 17 - מגזין הטכניון | קיץ 2011

17 ÌÈ˘‡
בתום השיחה עם פרופסור-מחקר מוטי שגב
אין שום ספק שמדובר בחוקר שאוהב נסיונות
חדשים - לא רק הרים וקרחונים כמו זה הנראה
בתמונה, אלא גם רעיונות וניסויים חדשים
במדע. שגב, אחד מחמשת הפרופסורים
( בטכניון,Distinguished Professorsהבכירים )
נטל פסק זמן קצר מתחביביו ההרפתקניים
)וממחקריו בטכניון( כדי לשאת את הרצאת
הפתיחה בכנס החשוב ביותר בנושא לייזרים
ואלקטרו-אופטיקה, שהתקיים בתחילת מאי
בבולטימור. שגב, שזכה בפרסים רבים, ביניהם
הפרס היוקרתי באלקטרוניקה קוואנטית
)הפרס האירופי החשוב ביותר בכל תחום
האופטיקה והלייזרים(, ופרס מקס בורן
היוקרתי שמעניקה האגודה האמריקאית
(, שוחח איתנו על תחומיOSAלאופטיקה )
העניין הנרחבים שלו ועל הישגיו, ותרם כמה
עצות לחוקרים צעירים ולסטודנטים הנכנסים
לתחום זה.
øÍÏ˘ ‰¯Èȯ˜· ‡È˘‰ Ú‚¯ ‰Ó
השיא היה בעיר ויקטוריה בקנדה, בשנת
בנושא של גלים OSA 8891, בסוף הכנס של
לא-ליניארים, כאשר היה ברור שהעבודה שלי
בתחום הסוליטונים עוררה הדים. בתחילת
הדרך זכו הרעיונות שלי בכיוון זה למתקפות
רבות. פורסמו מאמרים הטוענים שסוליטונים
כאלה אינם יכולים להתקיים. אחרים טענו
כי הסוליטונים האלה אינם יציבים ולא ניתן
לצפות בהם בניסוי.
במשך זמן רב אנשים פשוט לא האמינו, למרות
העובדה שפרסמנו מספר מאמרים תיאורטיים
ונסיוניים בכתבי עת מובילים. אנשים נוטים
לקיבעון מחשבתי ולהליכה בתלם. קשה
מאד לשנות אופני מחשבה, בעיקר כאשר
אתה מותקף על ידי מדענים בכירים מאוד.
אבל כמה חברים טובים תמכו בי כל הדרך:
אמנון יריב מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה,
סטיב האריס מאוניברסיטת סטנפורד, סטיב
פורסט ופול פרוסנל מפרינסטון, ובכמה
רגעים קריטיים גם חתן פרס נובל ניקולאס
בלומברגן. כמו כן זכיתי לשלושה חברים
טובים מאוד שהלכו איתי בדרך הקשה הזאת:
(, גרג סלמוCrosignaniברונו קרוסיניאני )
ודמיטרי כריסטודולידס. אני מאמין שיחד
חוללנו מהפיכה בחקר הסוליטונים. אז אם
נחזור לכנס ההוא בויקטוריה בשנת 8991,
כשעשרות קבוצות המשיכו את המחקר שלנו,
הבנו שניצחנו: הצלחנו לשבור את הקיבעון
המחשבתי של קהילה גדולה במדע.
øÌÈÂËÈÏÂÒ‰ ̈ڷ ̉Ó
סוליטונים הם ”חבילות גלים“ הלכודות בתוך
עצמן וכך שומרות על תצורה קבועה. הסוליטון
הבודד מתנהג, גם ביחסיו עם סוליטונים
אחרים, כאילו היה חלקיק. סוליטונים יכולים
למשוך או לדחות זה את זה, כמו שני גופים
טעונים, וכן להילכד במסלול ספיראלי זה
סביב זה.
הסוליטונים מופיעים במגוון מערכות, מנוזלים
ועד לפלזמה, גלים אקוסטיים על מולקולות
, גלי קול בנוזלי-על, עירורים אלמנטרייםDNA
בתורת המיתרים, ותופעות גרביטציוניות
בחורים שחורים. סוליטונים נמצאים בהרבה
מקומות ובהרבה תחומים. במהלך 02 השנים
האחרונות, סוליטונים אופטיים - אלומות אור
המתנהגות כאילו היו חלקיקים - הפכו לכיוון
המחקר המוביל בכל מדע הסוליטונים והגלים
הלא-לינאריים.
.ÍÏ˘ ˙ÂÈÏ‚˙‰ ˙·˜Ú· ‰·¯ ‰„ÈÓ·
אכן, אני חוקר את הסוליטונים האופטיים
מאז 1991, ובמהלך השנים רשמנו תגליות
מפתיעות רבות. החשובה ביניהם, נדמה
לי, היא גילוי הסוליטונים הלא-קוהרנטיים:
סוליטונים שעשויים מאור לבן שמקורו בנורת
ליבון. תארו לעצמכם נורה פשוטה, שאנחנו
ממקדים חלק מהאור שלה לקרן שרוחבה 01
מיקרון )קרן דקה פי 01 משערה(, ומכוונים
אותה לתוך תווך לא ליניארי. התוצאה: הקרן
נשארת ממוקדת במשך זמן בלתי מוגבל - כל
עוד היא ממשיכה להתפזר בתווך הזה. מדהים,
לא?
עד 6991 נתפסו כל הסוליטונים, בכל מחקר
תיאורטי וניסויי שבו הם נחקרו, כישויות
קוהרנטיות לחלוטין; אבל האינטואיציות שלי
אמרו לי שאולי, אם נשתמש בתווך לא ליניארי
המגיב באיטיות - הרבה יותר לאט מהתנודות
האקראיות של האור הלא-קוהרנטי - נוכל
ליצור סוליטונים שמקורם באור לא-קוהרנטי.
התחלנו לבצע ניסויים, וב-6991 הדגמנו
סוליטון המורכב מאור בעל קוהרנטיות
מרחבית חלקית: אור לייזר שהועבר דרך מפזר
אור )דיפיוזר( מסתובב. כעבור שנה הצגנו
סוליטונים מ“אור לבן“, שמקורם באור של
נורת להט פשוטה!
מי שהוביל את הניסויים הללו הם הסטודנטים
( כיום חוקרMatt Mitchellשלי מט מיצ‘ל )
- חברה העוסקת בפיתוח Infinera בכיר ב-
תקשורת אופטית חכמה; מינג-פנג שיא
(, כיום פרופסור לפיזיקהMing-feng Shih)
באוניברסיטה הלאומית של טייוואן; והפוסט-
(Zhigang Chenדוקטורנט שלי זיגאנג צ‘אן )
כיום פרופסור לפיזיקה באוניברסיטה של סן
פרנסיסקו.
בשנתיים הראשונות של המחקר לא
היתה לנו תיאוריה - הכל היה מבוסס על
אינטואיציה בלבד. בסוף 7991 פיתחנו את
התיאוריות הראשונות, בשיתוף חבר טוב
מאוד שלי בשם דמיטרי כריסטודולידס
(, כיום פרופסורDemetri Christodoulides )
באוניברסיטה של פלורידה. גילוי הסוליטונים
)”סוליטונים אקראיים“( הלא-קוהרנטיים
חולל מהפכה במחקר בתחום. מאז התגלו
סוליטונים כאלה במערכות רבות, בין השאר
במבנים מחזוריים ובגבישים פוטוניים -
, כיום פרופסורHrvoje Buljan מחקר של
באוניברסיטת זגרב, אורן כהן וגיא ברטל
כאשר היו סטודנטים שלי, ושל ג‘ייסון
( כאשר היה פוסט-Jason Fleischerפליישר )
דוקטורנט שלי. אורן וגיא הם כיום חברי סגל
בטכניון, בפקולטות לפיזיקה ולהנדסת חשמל,
וג‘ייסון הוא פרופסור באוניברסיטת פרינסטון
בארה“ב. סוליטונים לא-קוהרנטיים התגלו גם
בתווך לא-ליניארי בעל השפעה ארוכת טווח
( - עבודה שלnonlocal nonlinear media )
( וקלאודיוGaetano Assantoגטאנו אסנטו )
( מאיטליה, ושל אורןClaudio Contiקונטי )
כהן וכרמל רוטשילד, שהוא כיום חבר סגל
בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון. חוקרים
רבים אחרים ברחבי העולם עובדים כיום
מ צ פ ה ל ה פ ת ע ו ת ר ב ו ת
ב ש נ י ם ה ק ר ו ב ו ת .
פ ר ו פ ס ו ר ש ג ב ב מ ע ב ד ה