|
איך מתקיים מחקר של פיסיקאי תיאורטי? מדוע זכוכית היא מערכת שאינה בשיווי משקל? פרופ' אגם מספק הצצה לעולמה המסקרן של הפיסיקה
|
|
מהו תחום המחקר המרכזי שלך?
אני מתרכז בחקר מערכות הנמצאות מחוץ לשיווי משקל. מערכת היא אוסף של חלקיקים, למשל אלקטרונים הנמצאים בפיסת מתכת, נוזל שכלוא בין שתי זכוכיות או אטומים במלכודת, המקוררים לטמפרטורות מאוד נמוכות. מכיוון שהמערכות בהן אנו עוסקים מסובכות מאוד, אנחנו מנסים להפשיט מהן את כל הגורמים שאינם חשובים, ולהתמקד רק באלו שמעניינים אותנו. באופן ניסיוני אפשר לפעמים לקבל זאת למשל על ידי קירור חלקיקים לטמפרטורות מאוד נמוכות או כליאה שלהם באזור קטן.
כפיסיקאי תיאורטי אני מנסה להבין כיצד המערכות הללו מתנהגות. במיוחד מעניינת אותי השאלה מה קורה למערכות אלו כאשר הן במצב של חוסר שיווי משקל. |
|
מהי מערכת שאינה בשיווי משקל?
לדוגמה כאשר אי אפשר להגדיר את מצבה בעזרת טמפרטורה ולחץ. זכוכית,
למשל, היא מערכת שאינה בשיווי משקל. גם מערכות ביולוגיות, כמו הגוף שלנו, הן מערכות הרחוקות ממצב של שיווי משקל, כיוון שקיים זרם של אנרגיה העובר דרכן. ההבנה של מערכות שמחוץ לשיווי משקל היא אחת הבעיות הגדולות של הפיסיקה התיאורטית, ולהתקדמות בתחום זה תהיינה השלכות גם על הבנה של מערכות ביולוגיות.
אנו מבינים היטב מערכות שנמצאות בשיווי משקל, אבל עדיין אין לנו את הכלים כדי לחקור ולהבין את אותן המערכות כאשר מסיטים אותן ממצב זה. ניקח לדוגמה שני לוחות זכוכית שברווח שביניהן כלואה שכבה דקה של שמן, ונחדיר אוויר בלחץ גבוה דרך קדח שבזכוכית העליונה. אם המערכת הייתה קרובה לשיווי משקל, האוויר היה יוצר בועה עגולה, אבל במציאות, מתקבלת בועה בצורת עץ בעל תכונות פרקטליות, כלומר מבנה המורכב מפרטים קטנים שזהים למבנה הכולל שהם מרכיבים. ההבנה של המבנה של עץ זה, היא אחת הבעיות שמעניינות אותי. |
|
מה היישומים האפשריים של המחקר שלך?
חלק מהשאלות שאני חוקר קשורות למגוון בעיות שמטרידות תעשיות מתקדמות. למשל השאלה של האופן בו מתאדים משטחים דקים, היא בעיה שעניינה אותי לאחרונה.
רוב הטכנולוגיות החדשות, כמו ייצור שבבים למשל, מצריכות הרטבה וייבוש של משטחים, גם בתעשיית התרופות צריך לדעת לשלוט על יכולת ההרטבה והייבוש של מוצרים. הבנה עמוקה של תהליך האידוי, שהוא מצב שבו המערכת נמצאת באי-שיווי משקל, היא בעלת חשיבות רבה לתעשיות אלה. |
|
איך עובד פיסיקאי תיאורטי?
הכלים של פיסיקאי תיאורטי הם המחשבה והמתמטיקה. אנחנו מתבוננים בבעיה שעולה מתוך ניסוי או שמדענים אחרים דיווחו לנו עליה, ובונים מודל שמנסה לתאר אותה באופן פשוט. לאחר מכן אנחנו מתרגמים את המודל למשוואות מתמטיות, פותרים אותן ומקווים למצוא הסבר למה שקרה בניסוי. לבסוף אנו מנסים להציע ניסוי עתידי שיאפשר לאשש, או להפריך, את התיאוריה שבנינו.
פעם, פיסיקאי תיאורטי היה עובד לבד. היום, הדימוי של הגאון שיושב לבד ופותר משוואות, כבר פחות מייצג אותנו. רוב המדענים שאני מכיר עובדים תוך שיתוף פעולה. באופן זה מתקבלות נקודות מבט שונות שעוזרות לנו לפצח את החידות שעומדות בפנינו. אנחנו מתקשרים דרך סקייפ ודוא"ל, נפגשים בכנסים, ומחליפים מידע זה עם זה כל הזמן. |
|
| |
זכוכית. שם כללי למשפחה של חומרים אי-אורגניים נוקשים, שמשותפות להם כמה תכונות.
לערך המלא
|
|
מתי החלטת לעסוק במחקר? מה הניע אותך?
זו לא היתה החלטה ברורה אחת. היו מספר נקודות צומת בחיי בהן עמדתי בפני ההחלטה בין מספר אפשרויות, והיו לי התלבטויות לגבי התחום בו עליי לעסוק. אבל העניין העמוק שלי במדע נבט בגיל 5 כאשר החללית "אפולו 11" נחתה על הירח. אירוע זה הצית את הדמיון והסקרנות שלי והבהיר לי כמה כוח טמון במדע. |
|
האם ישנו מדען או חוקר שהוא מודל לחיקוי עבורך?
ישנו מדען שנקרא פיליפ אנדרסון, שזכה בפרס נובל ב-1977 עבור תיאוריות של מערכות לא מסודרות ומגנטיות. הסיבה שאני מעריץ אותו היא היכולת המדהימה שלו לבנות מודלים פשוטים למערכות מאוד מסובכות, במגוון רחב של תחומים כמו על-מוליכות, מגנטיות, מערכות לא מסודרות וזכוכיות. |
|
איזה הישג מדעי יחשב עבורך כפסגת שאיפותיך המדעיות ?
אין פסגת שאיפות, זו שאלה מכשילה. התהליך שעובר מדען הוא תהליך סיזיפי שבו אף פעם לא מגיעים להישג שלאחריו נחים על זרי הדפנה. בכל פעם אתה מגדיר לעצמך מחדש מטרה, וכשאתה מגיע אליה היא נראית פתאום ברורה. ואז אתה ממשיך הלאה לבעיה מורכבת וקשה יותר.
יש כמובן בעיות מאתגרות מאוד בתחום שלי כמו למשל הדינמיקה של זכוכיות. אבל הפיתרון של בעיות קשות מסוג זה מתקבל, בדרך כלל, מתוך מאמץ קהילתי של הרבה חוקרים, וגם לאחר פתרון בעיה זו, מן הסתם יופיע אתגר חדש לקהילה המדעית. |
|
אילו תכונות אופי נדרשות לחוקר ומדען?
סקרנות, ביקורתיות, משמעת עצמית, דמיון, וצריך גם לשמר משהו מההסתכלות הילדותית שלך על העולם. הסתכלות רעננה וסקרנית שאינה מתחשבת במה שאחרים חושבים. סוג של תמימות וראשוניות. |
|
|
| | | נולד בתל אביב בשנת 1963. בעל תואר ראשון בהנדסת חשמל מאוניברסיטת תל אביב ותואר שני ודוקטורט מהטכניון. עשה פוסט דוקטורט באוניברסיטת פרינסטון שבארה"ב. כיום מרצה באוניברסיטה העברית בירושלים וחבר במכון רקח לפיסיקה של האוניברסיטה העברית. |
|
| עוד שאלות מחקר | | |
|
שערי נושא |
|
|
|
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|
| | | | |
|
|