חודש: ספטמבר 2016

שמעון פרס ז”ל האמין מאז ומתמיד בחשיבותם של המדע והטכנולוגיה לפיתוחה של מדינת ישראל ולחוסנה, ועל כך הוענק לו תואר דוקטור לשם כבוד מהטכניון בשנת 1985.

במסגרת הקשר המיוחד שרקם עם משפחת הטכניון ביקר פרס בטכניון פעמים רבות ובהן טקס הנחת אבן הפינה למרכז לננו-אלקטרוניקה על שם שרה ומשה זיסאפל (2003) וחתימת ההסכם לשיתוף פעולה אקדמי בין הטכניון ל-École Polytechnique הצרפתי (2013). בשנה שעברה כיבד פרס את הטכניון בהשתתפותו בטקס הנחת אבן הפינה למכון גואנגדונג-טכניון-ישראל לטכנולוגיה (GTIIT).

בינואר 2014 השתתף פרס, חתן פרס נובל לשלום (1994), בפאנל נובליסטים שהתקיים בטכניון וכלל את שלושת חתני פרס נובל מהטכניון: פרופ’-מחקר דן שכטמן, פרופ’-מחקר אברהם הרשקו ופרופ’-מחקר אהרן צ’חנובר. “מזל שהטכניון הוקם 24 שנים לפני 1948, וכך הניח את התשתית למדינה-שבדרך,” אמר פרס באותו מעמד. “אילו קמה מדינת ישראל לפני הטכניון הייתה הדרך קשה הרבה יותר. הרי אין כמעט שום דבר חשוב בישראל שלא התחיל בטכניון: הפקולטה לאווירונוטיקה הכשירה את האנשים שהקימו את התעשייה האווירית, וגם הכור בדימונה נבנה על ידי אנשי טכניון. אני גאה בטכניון – המוסד שנתן את ה’מכה’ הראשונה של ישראלים שזכו בפרס נובל במדעים.”

עוד אמר הנשיא התשיעי באותו ביקור כי “דוד בן גוריון, שהיה חולֵם גדול, ביקש ממני פעם להקים קבוצת כדורגל שתהיה אלופת העולם. אמרתי לו שזה בלתי אפשרי, אבל לכם אני אומֵר שהטכניון יכול להיות אלוף העולם בין כל המוסדות מסוגו. עלינו להעז לחלום, כי ישראל היא ארץ קטנה בשטחה, ודלה במשאבים, ולכן אין לנו ברירה אלא להיות גדולים בחזון. חזון אינו דבר מעשי, אבל הוא הדבר שיוצר את המציאות החדשה.”

נשיא הטכניון פרופ’ פרץ לביא ספד לו: “שמעון פרס, הנשיא התשיעי של מדינת ישראל, דוקטור כבוד של הטכניון וידיד אמת, הלך הבוקר לעולמו. כאיש של חזון האמין שמעון פרס בכוחה של הטכנולוגיה לשנות את המציאות האנושית. במכתב ששלח לי בשנת 2013 כתב כי “חוקרי הטכניון ומדעניו, ובהם גם צעירים מוכשרים רבים, תורמים למיצובה של ישראל כמעבדה גלובלית מקורית ונועזת בחזית ההתפתחות המדעית בעולם כולו. אין גבול לחדשנות פורצת הדרך שלכם. אתם הערובה לשימור יתרונה האיכותי של מדינת ישראל בעתיד.”

הוא היה אדם מיוחד במינו, בעל אופטימיות וחזון, שהאמין בכוחם של ההנדסה והמדע לקדם את האנושות אל עתיד טוב יותר. הוא תמך בפיתוח המחקר בננו-טכנולוגיה ואף הניח את אבן הפינה למרכז לננו-אלקטרוניקה על שם שרה ומשה זיסאפל בטכניון. מחקר הננו, שהיה אז תחום חדש וחלוצי, מהווה כיום פעילות מרכזית בחיי הטכניון.

פרס אהב לבקר בטכניון, ותמיד נפעם מרמת המחקר המדעי ומהחידושים הטכנולוגיים. לפני שנה הסכים לכבד את הטכניון בהשתתפותו בטקס הנחת אבן הפינה למכון גואנגדונג-טכניון-ישראל לטכנולוגיה (GTIIT) בסין – יוזמה שהעידה לתפיסתו על החדשנות הישראלית החוצה גבולות גיאוגרפיים.

איבדנו היום איש יקר, ידיד אמת ומורה דרך. יהי זכרו ברוך.

 

מכונת ירייה של פוטונים שזורים פותחה במעבדתו של פרופ’ דוד גרשוני מהפקולטה לפיזיקה

כתב העת היוקרתי Science מדווח על פריצת דרך בפיזיקה הקוונטית – התפתחות העשויה להשפיע באופן דרמטי על עתידם של התקשורת, ההצפנה והמחשוב הקוונטיים. תמציתה של פריצת הדרך היא הדגמה ניסויית ראשונה של “מכונת ירייה” המסוגלת לייצר אשכולות של חלקיקי אור (פוטונים) השזורים הדדית ביניהם. שזירה היא תופעה שבה נוצרים זוגות של פוטונים תאומים המקיימים ביניהם קשר ייחודי שאינו מתקיים במכניקה הקלאסית אלא רק בפיזיקה הקוונטית.

ההתקן שנמצא בליבת הניסוי נקרא “נקודה קוונטית”. זהו גוש זעיר, בעל ממדים של כמה עשרות ננומטרים, העשוי מחומר מוליך למחצה המשובץ בתוך מוליך למחצה מסוג אחר. באמצעות עירוּר הנקודה באמצעים אופטיים או חשמליים אפשר לגרום לה לפלוט בזמנים מוגדרים פוטונים בודדים בעלי אנרגיה, כיוון וקיטוב מבוקשים. כאמור, קבוצת המחקר של פרופ’ גרשוני הצליחה כעת להפוך נקודה כזאת למעין מכונת ירייה המייצרת בקצב גבוה שרשראות של פוטונים שזורים.

עבודה חלוצית זאת היא אבן דרך נוספת בשרשרת ההצלחות של קבוצת המחקר של פרופ’ גרשוני, העוסקת במחקר באופטיקה קוונטית המבוססת על מבנים ננומטריים ממוליכים למחצה. בשנת 1998 הצליחה הקבוצה להדגים לראשונה כיצד נקודות קוונטיות מהוות מקור של פוטונים בודדים על פי דרישה – כלומר פוטונים המאופיינים בתכונות הרצויות ונוצרים במקום ובזמן הנקבעים על ידי מפעילי ההתקן. בשנת 2006 הצליחה הקבוצה להדגים לראשונה כיצד יכולות נקודות אלה לשמש בסיס להתקן שיאפשר פליטת זוגות של פוטונים שזורים לפי דרישה. להישגים אלה נוסף כעת הדיווח על הדגמה של התקן הפועל כמכונת ירייה ומסוגל לייצר אשכולות של פוטונים שזורים על פי דרישה.

שגר אותי, סקוטי

תופעת השזירות הקוונטית משחקת תפקיד מרכזי בפרוטוקולים המעבדים אינפורמציה קוונטית. דוגמה בולטת היא הטלפורטציה הקוונטית, שבה משתמשים בחלקיקים שזורים על מנת להעתיק את מצבו המדויק של חלקיק למיקום מרוחק באופן מיידי. אחד מחלוציה החשובים של הטלפורטציה הקוונטית היה פרופ’-מחקר אשר פרס ז”ל, מוותיקי הפקולטה לפיזיקה בטכניון ותלמידו של פרופ’-מחקר נתן רוזן ז”ל.

חשוב להבהיר כי בתהליך הטלפורטציה החלקיק אינו נע מנקודת המוצא לנקודת היעד. כדי להמחיש את הרעיון אפשר לחשוב על ההבדל בין שליחת מכתב במעטפה מבוילת, שמועברת פיזית אל הנמען באמצעות שירותי הדואר, לבין שליחת המכתב בפקס. במקרה השני מתורגם הדף הכתוב למידע דיגיטלי, והמידע בלבד נשלח אל הנמען ושם הוא מודפס בחזרה לצורתו המקורית – ללא העברה של הנייר המודפס המקורי ממקום למקום. דוגמה אחרת, מהעולם הבדיוני, לקוחה מסדרת הטלוויזיה “מסע בין כוכבים”, שם שוגרו אנשים ממקום למקום בכל פעם שניתנה ההנחייה “שגר אותי, סקוטי” (Beam me up, Scotty).

ממדע בסיסי ליישום הנדסי

קבוצת המחקר של פרופ’ גרשוני מציגה כעת פתרון לאתגר זה: מכונת הירייה הראשונה הפולטת פוטונים שזורים רבים על פי דרישה.

“כפיזיקאי אני עוסק במדע בסיסי – בניסיון להבין את חוקי היסוד של הטבע על סמך תאוריה, תצפיות וניסויים,” אומר פרופ’ גרשוני. “תאוריה פיזיקלית מוצלחת מאפשרת לנו להסביר את התצפיות שלנו וגם לנבא היטב תהליכים בטבע ובמעבדה. לעתים המחקר המדעי מוביל ליישומים מועילים, ולעתים לא. למקרה הנוכחי יש בהחלט יישומים פוטנציאליים חשובים בתחומי המחשוב הקוונטי והתקשורת הקוונטית. אני מאמין שהתגלית שלנו תקדם את התחום של עיבוד מידע קוונטי, ושבעתיד הלא רחוק נוכל לראות יישומים אמתיים של טכנולוגיות קוונטיות בשימוש נרחב.”

פרופ’ גרשוני, יליד 1953, רכש את השכלתו האקדמית בטכניון. בתום הדוקטורט ב-1986 יצא לפוסט-דוקטורט במעבדות בֶּל בניו ג’רזי, ולאחר כשנה התקבל שם כחבר סגל ועסק במחקר ובפיתוח. ב-1991 חזר לטכניון, הפעם כחבר סגל אקדמי בפקולטה לפיזיקה. הוא עמית של העמותה האמריקאית בפיזיקה, כיהן כעשר שנים כראש המכון למצב מוצק בטכניון וקיבל את פרס הנרי טאוב מהטכניון פעמיים – ב-2004 ושוב ב-2010. ב-2012 זכה בפרס לפיתוח התקנים  קוונטיים וב-2014 בפרס לנדאו מטעם מפעל הפיס. קבוצת המחקר הניסיוני של פרופ’ גרשוני משתפת פעולה עם התיאורטיקנים פרופ’ יוסי אברון ופרופ’-משנה נתנאל לינדנר, והיא אחת הקבוצות המובילות בתחום.

פריצת הדרך הנוכחית היא מימוש של מאמר תאורטי משנת 2009, פרי עטם של פרופ’-משנה לינדנר ופרופ’ טרי רודולף מאימפריאל קולג’ בלונדון. ההישג הנוכחי הוא בעיקר פרי עבודתם של הדוקטורנטים עידו שוורץ ודן קוגן מקבוצתו של פרופ’ גרשוני. עובדה פיקנטית מעניינת בהקשר זה היא שפרופ’ רודולף הוא נכדו של ארווין שרדינגר, מייסדה של תורת הקוונטים.

 

 

 

שיטה הנדסית חדשנית שפותחה בטכניון מאפשרת בנייה של סירות מהירות קלות וחזקות המותאמות לים גלי; השיטה אומתה בניסויים על סירת הניסוי החדשה – “דגנית”

סירת מחקר חדשנית שפותחה בטכניון מיישמת שיטות תכן מתקדמות לסירות מהירות. המטרה העיקרית: לבחון באופן ניסויי פרוצדורת תכנון שפותחה על ידי חוקרי הטכניון. גישה חדשה זו מאפשרת להקטין מהותית את עובי תחתית הסירה ואת משקלה, וכך להגדיל את מהירותה ו/או לצמצם את צריכת הדלק שלה.
הסירה החדשה, “דגנית”, משקפת בעת ובעונה את התכן ה”מסורתי” ואת הפרוצדורה שפותחה בטכניון; חציה השמאלי בנוי לפי תקן מקובל, ואילו חלקה הימני בנוי לפי השיטה החדשה – מבנה קל ותחתית דקה.

נשיא הטכניון פרופ’ פרץ לביא ציין כי בהשקתה של הסירה “דגנית” נסגרים שני מעגלים. “בשנות השלושים פעל בטכניון בית ספר ימי (nautical school), אך הוא נסגר תוך זמן קצר. כעת, בשנת 2016, מציג הטכניון סירה חדשה המבוססת על גישה חדשנית וחומרים חדשניים. מעגל נוסף קשור לדבריו של מנחם אוסישקין, שאמר בנאום הפתיחה של הטכניון בשנת 1924 כי ‘מחקר בסיסי ומחקר מעשי הם שני הצדדים של אותו מטבע’; הסירה היא תוצר של חיבור מוצלח בין מחקר בסיסי למחקר יישומי, שמבוסס על שיתוף פעולה בין הטכניון והתעשייה.”

הסירה “דגנית” תוכננה ונבנתה בשלוש השנים האחרונות על ידי פרופ’ נתאי דרימר ופרופ’ דניאל ריטל מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון; החברות סלע בע”מ ושרמן כרמל, בבעלותו של בני דנינו; ושלושה משתלמים לתואר שני בטכניון: יהב מוסקוביץ, אור נויברג ואורן ריזינסקי, הממשיך במסלול ישיר לדוקטורט. שיתוף הפעולה בין הטכניון לשתי החברות בוצע במסגרת תכנית מימד (למינוף מחקר ופיתוח דואלי) הממומנת על ידי משרד הכלכלה והתעשייה ומשרד הביטחון.

“זה היה אתגר מורכב ומרתק,” אומר פרופ’ ריטל. “אני אפילו לא מומחה לסירות, כך שעבורי זה היה פרויקט שבו התחלנו מאפס והגענו לסירה ממשית שמאמתת את המחקר שלנו. אין ספק שהתעוזה הישראלית המוכרת לנו – לדחוף גבולות, לאתגר את המערכת, לחשוב מחוץ לקופסה, לא לפחד מכישלון – שיחקה כאן תפקיד משמעותי.”

את הרעיון לפיתוח הסירה הגו בני דנינו ופרופ’ דרימר. לדברי פרופ’ דרימר, בתכנון של סירות מהירות יש “טרייד אוף” בין המהירוּת, המצריכה משקל נמוך ככל האפשר, לבין הצורך בגוף חזק שיעמוד בחבטות הגלים העזות האופייניות לשיט מהיר. “ככל שצברתי נסיון וידע בתחום הבנתי שתכן לפי תִקנֵי התכנון הקיימים, הנקבעים על ידי חברות סיווג (Classification Societies) מניב סירות כבדות יחסית; אבל עד שהגעתי לטכניון לא הצלחתי לרדת לשורש הבעיה.”

לאחר מינויו לראש המגמה להנדסה ימית בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון המשיך פרופ’ דרימר לחקור את הנושא יחד עם עמיתו לפקולטה, פרופ’ דניאל ריטל, העומד בראש המרכז למכניקת חומרים בטכניון. כאן פיתחו השניים יחד עם הסטודנטים שלהם גישה חדשה המתחשבת בהיבטים הרלוונטיים למצבי-עומס קיצוניים בים: הידרו-אלסטיוּת, דינמיקת מבנה ואי-ליניאריות. על בסיס גישה חדשה לתכן רציונלי שהם פיתחו ביצעו החוקרים תכן לסירת מחקר ממשית, וכך נולדה הסירה “דגנית”. סדרה מקיפה של ניסויים בסירה הוכתרה בהצלחה – אימות לפרוצדורת התכן הרציונלי, שנדונה בשתי תזות לתואר שני בטכניון ופורסמה השנה בכתב העת Ships and Offshore Structures.

“הקונספט הנפוץ ביותר לסירות מהירות,” מסביר פרופ’ דרימר, “הוא גלישה (Planing). במצב זה, עיקר משקלה של הסירה נישא על ידי עילוי הידרודינמי. העובדה שנפח ניכר מגוף הסירה נמצא מחוץ למים מקטינה את התנגדות המים ומאיצה את הסירה. הבעיה היא שכאשר הים גלי, הפלגה במצב גלישה כרוכה בחבטות עזות המפעילות על גוף הסירה לחץ עצום (slamming pressure).”

התכן המעשי המקובל, הנגזר כאמור מתִקני חברות הסיווג, מתייחס לעומס החבטה האמור כאל לחץ סטטי – הנחה שאינה משקפת את המציאות כשמדובר במבנה אלסטי, לדברי פרופ’ דרימר. “הגישה שלנו, לעומת זאת, מתייחסת לאינטראקציות גל-סירה באופן מורכב ומדויק יותר, וזאת על סמך פילוסופיית תכן, אלגוריתם וכלי אנליזה שפיתחנו.”

החלק הימני של הסירה “דגנית” נבנה בשילוב חומרים מתקדמים המקנים לו עמידות גבוהה בפני כשל – פיתוח של פרופ’ ריטל עם חברת סלע, הנמצא כיום בהליך רישום פטנט.

“הסירה הוכיחה את עצמה מבחינה יישומית, כלומר אימתה את התכן שלנו,” אומר פרופ’ דרימר. “זהו תכן שמתאים לסירות מירוץ, לסירות חילוץ ולסירות מהירות אחרות. כעת בכוונתי לפנות לאחת מחברות הסיווג ולהציע לה לכתוב תקן חדש. אם נצליח בכך, אנחנו צפויים לראות סירות רבות הבנויות על פי הגישה שפיתחנו.”

לסרטון לחץ כאן

 

 

 

 

 

פלטפורמה חדשנית מאפשרת מעקב מדויק אחר חיידקים המפתחים עמידות לאנטיביוטיקה תוך כדי תנועה. המערכת, שפותחה על ידי פרופ’ קישוני ועמיתיו מבית הספר לרפואה בהרווארד ומהטכניון, מציגה הדגמה ראשונה מסוגה של הקשר בין הסתגלות גנטית לאילוצים מרחביים

מדענים בבית הספר לרפואה בהרווארד ובטכניון פיתחו פלטפורמה מרחבית ראשונה מסוגה למעקב אחר האבולוציה של חיידקים הנחשפים לאנטיביוטיקה ומפתחים עמידות נגדה. המערכת, הנחשפת במאמר בכתב העת Science, תקדם לא רק את המחקר המדעי בתחום האבולוציה של חיידקים אלא גם את האופן שבו מונגשים תהליכים אבולוציוניים לתלמידים, לסטודנטים ולציבור הרחב.

המערכת החדשה קרויה MEGA (Microbial Evolution and Growth Arena). זוהי בעצם צלחת פטרי עצומה בצורת מלבן בגודל 0.6X1.2 מ’, שבתוכה 14 ליטרים של אָגָר (agar) – מצע לתרביות חיידקים.

הצלחת מחולקת לרצועות ישרות ושוות המכילות ריכוזי-אנטיביוטיקה בשיעורים הולכים וגדלים ככל שמתקרבים למרכז הצלחת. בתחילת הניסוי ממוקמות מושבות של חיידקי E. coli בשתי הרצועות הקיצוניות, הנקיות מאנטיביוטיקה. החיידקים מכלים תחילה את המזון ברצועות אלה ואז נעים בתהליך של שחייה מכוונת – כמוטקסיס (chemotaxis) – לכיוון המזון ברצועות האחרות האחרות. בכל פעם שהם מגיעים לרצועה הבאה הם נבלמים על ידי האנטיביוטיקה. מצלמה בתקרת המעבדה מצלמת במשך שבועיים תצלומים בהפרשים קבועים (צילום דולג זמן), והתוצאה היא אבולוציה בתנועה: המחשה בווידיאו של תנועת החיידקים – אלה שמתו ואלה שפיתחו עמידות לתרופה.

סרטון הווידאו שלעיל מראה כיצד כל “חומת אנטיביוטיקה” חדשה – קו שמאחוריו גדל מינון האנטיביוטיקה פי 10 – בולמת את התפשטות החיידקים. רוב החיידקים נקטלים על ידי קפיצת המדרגה במינון התרופה; עם זאת, התפתחותן של מוטציות, שחלקן עמידות לאנטיביוטיקה, גוררת “הסתננות” של חיידקים בודדים לרצועה הבאה, ובעקבותיהם שושלת שלמה של צאצאים העמידים לאותה רמה של אנטיביוטיקה. כך קורה גם בהיתקלות ברצועות הבאות: בלימה, התגנבות יחידים ופלישה המונית של צאצאים עמידים.

לאחר כעשרה ימים מצליחים החיידקים לפלוש גם לאזור העוין ביותר – זה שרמת האנטיביוטיקה בו גבוהה פי 1,000 מזו שברצועת האנטיביוטיקה הראשונה. במילים אחרות, אותם חיידקים צעירים מצליחים לשרוד בריכוז אנטיביוטיקה הגדול פי אלף מזה שהרג את אבות אבותיהם.

ההיבט המרחבי

סוגיית העמידות החיידקית לאנטיביוטיקה, והחשש מעידן “פוסט-אנטיביוטי” – שבו זיהומים ופציעות קלות יגרמו נזק בריאותי כבד כתוצאה מכך שחיידקים כבר לא יגיבו לשום אנטיביוטיקה – מניעה מחקרים רבים בכל רחבי העולם. מחקרים אלה מתחקים אחר האבולוציה של העמידות החיידקית לתרופות בודדות ולקוקטיילים של תרופות, בתקווה למצוא דרכים לניטרול עמידות זו ולהחזיר לאנטיביוטיקה את יעילותה. ואכן, בעשורים האחרונים נצבר ידע רב בנושא זה, אולם ידע זה מבוסס על “מיקרו-ניסויים” שאינם משקפים את ההיבט המרחבי של ההסתגלות החיידקית ולכן מקשים על מיפוי אוסף המסלולים האבולוציוניים השונים המובילים לעמידות. ההתקן החדש שופך אור על הקשר בין השינוי הגנטי המאפשר לחיידקים להסתגל לאנטיביוטיקה לבין תמרוניהם במרחב.

 

תמרונים במרחב

ד״ר מייקל ביים, פוסט-דוקטורנט מהמעבדה של פרופ׳ קישוני בהרווארד, אומר כי “אנו מבינים די טוב את המנגנונים המאפשרים לחיידקים להתגבר על אנטיביוטיקות, אבל איננו יודעים כיצד הם נעים במרחב בזמן שהם מפתחים עמידות.”

“למרחב יש משמעות רבה בתהליכים האמורים,” מסביר פרופ’ קישוני. “הרי החיידק שפיתח עמידות יכול להמשיך להיאבק עם שאר החיידקים על המשאבים הקיימים, אבל בניסוי שלנו אנחנו רואים שהוא עושה משהו יעיל יותר – הוא חודר לאזור שבו רק הוא יכול לשרוד, ושם הוא אינו צריך להיאבק על אותם משאבים. אנו רואים גם – אולי בניגוד לאינטואיציה – שהמוטנטים שמובילים את החזית אינם דווקא אלה העמידים ביותר; מוטנטים עמידים דווקא נחסמים אחרי המוטנטים האמיצים שפילסו להם את הדרך לתוך האזור המסוכן יותר.”

“מעבר לתגליות המדעיות שהתאפשרו הודות למערכת, חשיבותה גם בכך שהיא מקרבת אלינו תופעות המתרחשות הרחק מעינינו – ברמה המיקרוסקופית או המולקולרית.” אמר עידן ילין סטודנט שלקח חלק במחקר. “הסרטונים הופכים מושגים מופשטים בתחום אבולוציה של אוכלוסיות למוחשיים, ומאפשרים לצופה לראות באופן בלתי אמצעי איך חיידקים משתנים ורוכשים יכולות חדשות לנגד עיניו.”

השראה קולנועית

פרופ’ קישוני, חבר סגל בפקולטות לביולוגיה ובמדעי המחשב בטכניון, החל בפיתוח הרעיון עוד כפרופ׳ בפקולטה לרפואה בהרווארד. “זה לא היה רעיון שלנו – הקרדיט מגיע להוליווד,” הוא אומר. “נתקלנו בכרזה של הסרט ‘התפשטות’ (Contagion) – מותחן שבו נאבק צוות רופאים בווירוס המאיים לחסל את ארה”ב. בכרזה הזאת רואים צלחת פטרי עצומה שעליה גדלים המוני חיידקים צבעוניים. זו היתה ההשראה לפלטפורמה הנוכחית שלנו, שמאפשרת לחיידקים לשחות ולהתפשט במרחב מאתגר, שבו הם נתקלים במחסומי אנטיביוטיקה.”

בשנים האחרונות, יחד עם עמיתיו בבית הספר לרפואה בהרווארד, שקד פרופ’ קישוני על פיתוחה של MEGA, הנחשפת כעת ונושאת עמה הבטחה גדולה למחקר המדעי ולחינוך המדעי. מבחינה מדעית, המערכת מספקת לחוקרים כלים למיפוי של כל המסלולים האבולוציוניים לעמידות לתרופות אנטיביוטיקות שונות. ״אנו מקווים שמיפוי זה יאפשר לנו בעתיד לפתח ׳דיאגנוסטיקה הרואה את הנולד׳ שתאפשר לנו לנבא, על סמך הגנום של חיידקים פתוגניים, לאילו תרופות הם עמידים ולאיזה תרופות הם עלולים לפתח עמידות.”

בהיבט של הנגשת המדע ממחישה המערכת החדשה מושגים מופשטים כגון אבולוציה, סלקציה, מוטציות, שושלות יוחסין וכו’. “זו המחשה מדהימה של המהירות שבה מפתחים החיידקים עמידות,” אומרת ד”ר תמי ליברמן, שעשתה את הדוקטורט בהנחיית פרופ’ קישוני בהרווארד וכיום נמצאת בפוסט-דוקטורט ב-MIT.
המחקר נתמך על ידי מכוני הבריאות האמריקאים (NIH) וכן על ידי האיחוד האירופי (מענק ERC). חוקרים נוספים בצוות המחקר הם אריק קלסיק, רמי חייט, רותם גרוס ועידן ילין.

למאמר המלא לחצו כאן

 

 

פיתוח בין-תחומי בטכניון: תא המייצר חשמל ומימן מעלי תרד באמצעות אור השמש

חוקרים בטכניון פיתחו תא חדשני המייצר חשמל ומימן ממים באמצעות אור השמש – כך מדווח כתב העת Nature Communications. מדובר בהתקן ביו-פוטו-אלקטרוכימי המבוסס על ממברנות מעלי תרד. חומר הגלם של ההתקן הוא מים ותוצריו הם זרם חשמלי, מימן וחמצן.

התא שפיתחו החוקרים מבוסס על מערכת הפוטוסינתזה בצמחים, שהתפתחה והשתכללה במשך מיליוני שנים על ידי מנגנוני האבולוציה והובילה להיווצרות החיים בכדור הארץ. מערכת זו מפרקת מולקולות של מים לחמצן ופרוטונים המשמשים ליצירת מולקולות ATP, שהן למעשה נשאי האנרגיה הבסיסיים בעולם החי והצומח (ה”דלק” של התא).

תהליך הפוטוסינתיזה מתרחש באופן טבעי בממברנות צמחיות. כדי לרתום אותו לטובת הפקת זרם חשמלי הוסיפו החוקרים לתמיסה יוני ברזל. יוני הברזל מתווכים את מעבר האלקטרונים מהממברנות למעגל החשמלי ומאפשרים יצירת זרם חשמלי בתא.

לחלופין ניתן לתעל את הזרם החשמלי ליצירת גז מימן באמצעות תוספת מתח חשמלי מתא פוטו-וולטאי אחורי. כך ניתן להמיר את האנרגיה של קרינת השמש לאנרגיה כימית האגורה בגז המימן שנוצר בתא. אנרגיה זו ניתן להמיר בשעת הצורך לחום וחשמל באמצעות שריפת המימן, בדומה לשריפת דלק פחמימני; אלא שבניגוד לשריפת דלק פחמימני, הפולטת לאטמוספירה גזי חממה (פחמן דו-חמצני) ומזהמת את הסביבה, תוצר השריפה של מימן הוא מים נקיים, כך שבסיכומו של דבר מדובר במחזור סגור המתחיל במים ונגמר במים, ומאפשר המרה ואגירה של אנרגיית השמש בגז מימן שיכול להוות תחליף נקי ובר-קיימא לדלק פחמימני.

השילוב הייחודי בין תא פוטו-וולטאי מעשה ידי אדם לממברנות צמחיות, הקולטות את אור השמש וממירות אותו ביעילות גבוהה לזרימת אלקטרונים, סולל את הדרך לפיתוח טכנולוגיות חדשות ליצירת דלק סינתטי נקי וירוק ממקורות מתחדשים: מים ואנרגיה סולרית.

המחקר נערך על ידי הדוקטורנטים רועי פנחסי, דן קלמן וגדיאל סאפר בהנחיית פרופ’ נעם אדיר מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך, פרופ’ גדי שוסטר מהפקולטה לביולוגיה ופרופ’ אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. לדברי פרופ’ רוטשילד, “ייחודו של המחקר בכך שהוא משלב מומחים מובילים משלוש פקולטות שונות בטכניון, כלומר משלושה תחומי ידע: ביולוגיה, כימיה והנדסת חומרים. השילוב בין הטבעי (עלים) למלאכותי (תא פוטו-וולטאי ורכיבים אלקטרוניים), והצורך לגרום לרכיבים הללו לתקשר ביניהם, הם אתגריים הנדסיים מורכבים שדרשו את שילוב הכוחות בינינו.”

המחקר נערך בתכנית הבין-יחידתית לאנרגיה ע”ש ננסי וסטיבן גרנד ובוצע במעבדת המימן בטכניון שהוקמה בחסות קרן אדליס ותכנית האנרגיה. הוא מומן על ידי תכנית מרכזי המצוינות של הוועדה לתכנון ותקצוב והקרן הלאומית למדע (מענק מס’ 152/11), מענק מיוחד מהקרן הדו-לאומית למדע ישראל-ארה”ב (BSF), ושיתוף הפעולה הגרמני-ישראלי בפרויקטים (DIP).

למאמר המלא לחצו כאן

 

 

 

 

 

 

Flash Lab – שבב לגילוי מהיר של חומרים – הוא הפיתוח שעמו תטוס נבחרת הטכניון ל-iGEM, תחרות עולמית בביולוגיה סינתטית שתתקיים ב-MIT בסוף אוקטובר. קבוצת הטכניון מונה 13 סטודנטים לתואר ראשון, מפקולטות שונות: ענבל אדיר, שילה אוחיון, אופק אלול, אסיף גיל, נאור גרניק, צילה דוידוב, שני ויינר, שרבל זהראן, בר מאיו, טל פריד, שירן צדף, נופר שאשא ושירן שריג. פרופ’ רועי עמית מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון הוא האחראי על הקבוצה, והמנחים הם נועה כץ, מיכל מירום, אלכס ארסקובסקי ובאה קאופמן.

Flash Lab היא פלטפורמה חדשה לגילוי מהיר, מדויק ופשוט של חומרים שונים. לצורך זה פיתחה הקבוצה את S.Tar – שיטת גילוי המבוססת על כמוטקסיס (Chemotaxis) – תהליך ביולוגי טבעי שבו מגיבים חיידקים לנוכחות חומר ספציפי בתנועה מהירה לעברו (התקרבות) או ממנו והלאה (התרחקות), תוך יצירת צבירי חיידקים הנראים לעין.

תנועת הכמוטקסיס מתווכת על ידי קולטנים הנמצאים על גבי קרום התא (ממברנה) של החיידק. באמצעות כלים של ביולוגיה סינתטית מהנדסים חברי הקבוצה קולטנים חדשים, שאינם מצויים בטבע, וכך יוצרים ספרייה של קולטנים ייעודיים לזיהוי מִגוון רחב של חומרים. כל חיידק מכיל סוג קולטן אחד, וכך נוצר מאגר של “חיידקים מומחים” שכל אחד מהם יודע לזהות חומר ספציפי.
הפיתוח מבוסס על תנועתם הקבוצתית של חיידקי E. coli, הנתונים בתוך שבב, בתגובה לחשיפתם לחומר מסוים. השימוש בפלטפורמה פשוט: המשתמש יכניס לשבב את החומר שברצונו לבדוק, ויקבל אינדיקציה מיידית לנוכחות/אי נוכחות של מה שהוא מבקש לדעת: הורמונים, מזהמים, מתכות כבדות וכו’. שבב כזה יוכל לשמש גם כערכה לזיהוי פלילי.

iGEM היא תחרות בינלאומית בנושא ביולוגיה סינתטית, שמטרתה: פיתוח מוצרים המבוססים על יצירה של מערכות ביולוגיות חדשות והפעלתן בתאים חיים. המתמודדים בתחרות נדרשים להגיש הצעת מחקר, לבצע מחקר עצמאי, לגייס את המימון הנדרש ולהציג את התוצאות בגמר שיתקיים כאמור באוקטובר הקרוב ב-MIT, בוסטון. הקבוצות נמדדות גם בתרומתן לקידום המדע בציבור הרחב. בהקשר זה יוזמים חברי הקבוצה הטכניונית פעילויות שונות כגון “מדע על הבר” (הרצאות מדעיות בפאבים) ומשתתפים בהתנדבות בארועים של מדעטק וב”מדע-קט” – פעילות בגני ילדים המדעיים בקריית חיים, ביוזמת חתן פרס נובל פרופ’ דן שכטמן מהטכניון.

התחרות העולמית תתקיים ב-MIT בתאריכים 31-27 באוקטובר 2016. ביום חמישי הבא, 29 בספטמבר 2016, תארח הקבוצה הטכניונית את כל הקבוצות הישראליות המשתתפות בתחרות. ארוע זה יתקיים בטכניון (התכנסות ב-9:30, בכתה 300 בבניין הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון).

דף האירוע בפייסבוק: https://www.facebook.com/events/767285770078260

פרטים על הקבוצה (באנגלית) באתר iGEM העולמי:  http://igem.org/Team.cgi

 

תאפשר דיוק של 2-1 מ’ מירבי במקלטי ה-GPS בישראל.

בשבוע שעבר הושקה בטכניון במעמד ראש משלחת האיחוד האירופי בישראל, השגריר לארס פאבורג אנדרסן תחנת EGNOS – (Europeane Geostationary Navigation Overly Service) – תחנת קרקע של מערך הניווט האירופי. הקמת התחנה היא תוצאה של שיתוף פעולה בין סוכנות החלל האירופית, המסלול להנדסת מיפוי וגיאו-אינפורמציה בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון ומפעל מלמ של התעשייה האווירית. הפרויקט הובא לישראל הודות למאמצי ISERD – המינהלת הישראלית למו”פ האירופי הפועלת מרשות החדשנות (לשעבר לשכת המדען הראשי), שגם ליוותה את ההקמה יחד עם הפרויקט האירופאי EGNIS המנוהל על ידי ISERD וסוכנות החלל הישראלית.

למערכת, שתהיה פתוחה לכל אדם שברשותו מקלט GPS ייעודי, יישומים רבים : ניווט של תחבורה אווירית, ימית ויבשתית, מערכות הנחייה, מערכות מיפוי, אפליקציות ניווט לסוגיהן וכיו”ב. ד”ר ישראל כאשני, ממפעל מלמ בתעשייה האווירית, אמר כי “התחנה בטכניון תשפר את רמת הדיוק במקלטי GPS בכל רחבי מדינת ישראל ובסביבתה. התחנה פועלת באופן מלא מתחילת 2016 ותהיה אופרטיבית בתחילת שנת 2017.”

שגריר האיחוד האירופי למדינת ישראל, לארס פאבורג-אנדרסן, אמר כי “לישראל תפקיד משמעותי בפיתוח מערכת גלילאו לניווט לווייני של האיחוד האירופי. חנוכת תחנת הקרקע הלוויינית בישראל היא דוגמה נוספת לשיתוף הפעולה ההדוק בינינו.”

מנכ”לית המנהלת למחקר לפיתוח האירופי, נילי שלו, ציינה כי “הקמת התחנה מהווה הישג נוסף בשיתוף הפעולה הטכנולוגי עם אירופה בכלל ובמיוחד בתחום החלל”. היא הוסיפה כי “בזכות שיתוף הפעולה ההדוק בין כל הגופים המעורבים, תשתפר משמעותית איכות הנתונים לכל קהלי היעד ובכלל זה גופים ציבוריים, אקדמיים, תעשייתיים ואף אנשים פרטיים”.

המשנה הבכיר לנשיא הטכניון, פרופ’ משה סידי, אמר כי “בשנים האחרונות חותר הטכניון ליצירת שיתופי פעולה בינלאומיים במחקר. לכן אין זה פלא, ולא צירוף מקרים, שהטכניון נבחר לארח את תחנת אגנוס הראשונה בישראל.”

פרופ’ גלעד אבן-צור, חבר סגל בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, הוא האחראי על התחנה הממוקמת בבניין רבין בטכניון. לדבריו, “מי שמשתמש במקלט ה-GPS שבטלפון הנייד שלו יכול לקבל כיום מיקום בדיוק של כעשרה מטרים. רמת דיוק כזו מסייעת כמובן לניווט רכב בכביש למשל, אבל לעתים היא אינה מספקת. EGNOS תעניק דיוק גבוה הרבה יותר בקביעת מיקום – סדר גודל של מטר אחד. אני, כחוקר שמשתמש במקלטי GPS משוכללים, יכול להגיע גם לדיוק יחסי של כמה מילימטרים בודדים – צורך שהוא מאוד קריטי במעקב אחר תנועות של האדמה.”

EGNOS מורכבת משלושה לוויינים גיאוסטציונריים – כלומר לוויינים הנמצאים מעל נקודות קבועות על כדור הארץ – ומרשת של תחנות ייחוס קרקעיות (RIMS). לווייני EGNOS משדרים אותות המאפשרים למשתמשים לקבל מיקום ברחבי אירופה וסביבתה (ובכלל זה ישראל) בזמן אמת בדיוק של כמטר אחד. המערכת מרחיבה את מערכת ה-GPS האמריקאית ועד כה נפרסו 43 תחנות כאלה ברחבי העולם, מתוכן 3 במזרח התיכון: בתורכיה, במצרים וכעת בישראל.

המידע שמספקת מערכת EGNOS משמש, ללא עלות, את כל מקלטי ה-GPS ומעניק דיוק, שלמות, המשכיות וזמינות. המידע המתקבל נוסף לנתונים המגיעים ממערכות לווין כגון GPS (לוויני הניווט האמריקאים), GLONASS (לוויני הניווט הרוסים) ובעתיד גלילאו – מערכת לוויני הניווט האירופית, העתידה לכלול 30 לווינים ולשפר את יכולת הניווט ונתוני המיקום באירופה ובעולם כולו.

 

שיתוף פעולה ייחודי בין הפקולטה למדעי המחשב בטכניון וחברת אינטל הוביל לקיומו של קורס חדשני העוסק ביישומים למציאות מדומה ורבודה (Applications for Virtual and  Augmented Reality) . הקורס, שחשף את הסטודנטים לטכנולוגיה של מציאות מדומה ולתכנות בתלת ממד, התקיים בשיתוף אינטל במעבדה לעיבוד תמונה בפקולטה למדעי המחשב בטכניון, בראשותו של פרופ’ רון קימל.

“זהו קורס ראשון מסוגו בפקולטה העוסק בממשק בין אדם למכונה,” אמר מנחה הקורס אהרון ווצלר, “והמטרה המרכזית הייתה לפשט את התהליך. השימוש במחוות יד עדיין אינו טבעי למשתמשים, והמתכנת והמשתמש צריכים ללמוד לעבוד עם זה.במהלך הקורס פיתחו הסטודנטים ממשקים בעזרת משקפי הדמיה תלת ממד (“אוקולוס”). על המשקפיים הורכבו מספר חיישנים שונים כולל מצלמת העומק של אינטל, מכשיר “ליפמושון” (LeapMotion) ובאחד הפרויקטים אפילו מצלמה זעירה לצורך עקיבת עיניים.”

לדברי ירון חונן, מהנדס המעבדה “הטכנולוגיה הזו מאפשרת למזג אלמנטים מדומים (מצויירים) לסצנה מציאותית ולהיפך –  למזג אלמנטים מציאותיים לסצנה מדומה. בנוסף, ניתן לבצע בעזרתה אפליקציות שימושיות מתחום המשחק, החינוך, התיכנון, לשלוט  במכשירים, במחשבים ובתנועות ידיים (MMI). הקורס החדש מקנה הבנה הנדסית בתחום גרפיקה תלת-מימדית  בשלוב ראיה ממוחשבת”.

הסטודנטיות ספיר אלתנני וסימונה גלוזמן פיתחו במסגרת הקורס משחק Snake בתלת ממד. לדברי אלתנני, “לקחנו את משחק המחשב הישן והמוכר, בו הנחש צריך לאכול כמה שיותר תפוחים כדי לגדול, ולקחנו אותו צעד קדימה – למשחק מחשב תלת ממדי. את הגרפיקה עיצבנו לבד. באמצעות משקפי ההדמיה יכול המשתמש לבחור נחש מתוך שלושה דגמים קיימים, ובעזרת היד לסמן לנחש את הכיוון הרצוי במשחק. המצלמה עוקבת אחר תנועות היד של המשתמש.”

רום הרשקוביץ, סטודנט שנה ד’ בפקולטה, פיתח במסגרת הקורס תוכנת ציור בתלת ממד, המאפשרת למשתמש להיכנס לתוך הציור ולבחון אותו מכמה זוויות שונות. “התחשק לי לעשות משהו משחקי,” הוא מספר. “המשחק שפיתחתי מאפשר לצייר ציור בתלת ממד, באמצעות שימוש בתנועות ידיים, ולתת למשתמש את התחושה האינטואיטיבית שהוא ממש יכול להיכנס לתוכו. בתגובה לתנועת היד נפתח תפריט שבו ניתן לבחור את סוג המברשת הנדרשת, את עובי הקו ואת הטקסטורה שלו. גם מחיקת הציור נעשית באמצעות תנועות יד.”

יונה קוסקס, סטודנט לתואר שני במעבדה, העובד באלביט בנה מערכת-מצלמה סטריאופונית ייעודית לאוקולוס (משקפי מציאות מדומה). המערכת מאפשרת לעקוב אחר תנועת העין (eye-tracking) בזמן אמת, מתוך מטרה לתת משוב טוב יותר למתכנת. המערכת עובדת בזמן אמת, ועוקבת אחר תזוזות מהירות של העין ב- 100 פריים לשנייה, כך שאתה יכול לעקוב אחר העין בלי להפריע למשתמש.

“אינטל רואה בחשיבות רבה את שיתוף הפעולה עם מעבדת עיבוד תמונה בטכניון”, אמר ישי פרנקל, סגן נשיא בקבוצת הטכנולוגיות החדשות ומנהל חטיבת התוכנה בקבוצת המחשוב התפיסתי באינטל. “במהלך הסמסטר שמחנו לספק לסטודנטים הזדמנות להתנסות ולהיחשף לתחום של מציאות מדומה ואינטראקציה בתלת-מימד באמצעות טכנולוגיה חדשנית”.

לסרטון המציג את הפרויקט

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

חוקרים בטכניון פענחו את המנגנון המעודד היווצרות קצף דווקא בים ובאוקיינוס ולא במים מתוקים

כולנו מכירים את התופעה של קצף על פני הים. גלי הים הנשברים מחדירים אוויר לתוך המים, והבועות הנוצרות בעקבות זאת עולות אל פני המים ויוצרות קצף. אבל אם נצפה באגם סוער, או בבריכת גלים, לא נראה קצף כזה – בוודאי לא בכמות הקיימת בים. הבדל זה נסקר בספרות המקצועית כבר בשנת 1929.

קצף מורכב מקרומים דקים של תמיסה מימית המקיפים בועות אוויר. כדי שהקצף יהיה יציב נדרש כוח דחייה בין קרומי הבועות. כוח זה הוא בדרך כלל אלקטרוסטטי. מאחר שהוספת מלח מנטרלת את הדחייה האלקטרוסטטית אפשר היה להניח כי הקצף לעולם לא יהיה יציב במי ים. בפועל, ההיפך הוא הנכון.

מדוע זה מעניין, בוודאי תשאלו. ובכן, לקצף הגלים יש השלכות לא רק על הרוחצים בים ועל תופסי הגלים אלא גם על החדרת אוויר למים, החיונית לחיים בים, ובעיקר על היווצרות עננים. היווצרותם של עננים מותנית בהימצאות כמות קטנה של מלח בטיפות המים. המלח הזה מגיע אליהם מהתפוצצות בועות הקצף של גלי הים, המשחררת חלקיקי מלח לאטמוספירה.

סוגיית הקצף הנוצר בים ובאוקיינוס ולא במים מתוקים נחקרת כבר עשרות שנים, בעיקר במתקנים מעבדתיים המתאימים לחקר הכימיה הפיזיקלית של קרומים נוזליים דקים וב”עמודי בועות” המשמשים בהנדסה כימית. כעת נפתרת התעלומה רבת השנים הזו בטכניון במסגרת עבודת הדוקטורט של יעל קציר, בהנחייתו של פרופ’ אברהם מרמור מהפקולטה להנדסה כימית. מודל ניסויי פשוט שפיתחו השניים מאפשר לעקוב אחר בועה יחידה הנוצרת מתחת לפני המים ואחר קצב ההתמזגות שלה עם פני המים. להפתעת החוקרים, תוצאות הניסוי לא תאמו כלל את תוצאות הניסויים בעמודי בועות. סתירה זו היא שהוליכה בסופו של דבר לפתרון. בניגוד להנחה הראשונית, לפיה המלח מנטרל את הדחייה האלקטרוסטטית, מתברר, על סמך מודל תיאורטי, שבמקרה זה המלח הוא הגורם לדחייה זו. לכן בועות הקצף נשארות יציבות לאורך זמן. יתר על כן, חוקרי הטכניון הוכיחו כי תופעה זו תלויה בצפיפות הגבוהה של הבועות, המתקרבות זו אל זו במהירות גבוהה יחסית.

ואיך נדע שהתופעות המתרחשות בעמוד בועות אכן זהות לתופעות המתרחשות בגלי ים? מערכת ניסוי פשוטה נוספת, המדמה במעבדה שבירת גלי ים, נבנתה ממזרק שממנו מותז סילון של תמיסת מלח אל תוך מיכל המכיל תמיסה זהה. הסילון מוזרק לתוך המיכל באלכסון, וצילום מהיר, שנעשה בעזרתו של גל גולדשטיין, מאפשר מעקב אחר התפתחות התופעות במרחב (על פי הציר האנכי) ובזמן (על פי הציר האופקי). בצילום המצורף אפשר לראות היטב את ההבדל הברור בין התנהגות הבועות במים מלוחים (מימין – צפיפות גדולה של בועות קטנות וקצף סמיך על פני התמיסה) להתנהגותן במים מתוקים (משמאל – בועות גדולות בהרבה וקצף דליל). תוצאות הניסויים במערכת זו הוכיחו, שהתופעות שנצפו בעמודי בועות זהות, למעשה, לתופעות הקורות בים. לכן כל הידע שנצבר בניסויים עם עמודים כאלה, רלוונטי גם לשאלה של קצף על פני הגלים.

קישור למאמר –  http://bit.ly/2cFMuhC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“אני רואה בהענקת עיטור ההוקרה של העיר חיפה כבוד לטכניון, לו אני משמש שליח ציבור.  אני שמח שפעילותי בהוראה, במחקר ובאדמיניסטרציה אקדמית במשך למעלה מ-35 שנה זכתה להכרה והערכה. ברצוני להביע תודה למוריי, לעמיתיי, לחבריי ובעיקר לתלמידי המחקר שלי וכמובן למשפחתי היקרה.” כך אמר פרופ’ משה איזנברג, מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון, בעקבות קבלת אות יקיר העיר חיפה לשנת תשע”ו – 2016.

משה איזנברג נולד בגרמניה ב-1947 ובגיל שנתיים עלה לארץ. למד בבית הספר היסודי “יבנה” בכפר אתא, ובתיכון בבית הספר הריאלי העברי בחיפה. שירת בצה”ל בסדיר כמפקד סוללה בתותחנים, ובמילואים הגיע לתפקיד מג”ד בדרגת סא”ל. סיים תואר ראשון בפיזיקה בטכניון, שם הוענק לו תואר דוקטור בשנת 1977. את הפוסט-דוקטורט עשה במחלקה לחומרים באוניברסיטת קורנל בארה”ב, ואחר כך היה עמית מחקר במרכז המחקר של IBM בניו יורק.
ב-1980 חזר לטכניון כחבר סגל בפקולטה להנדסת חומרים ובמכון למצב מוצק. ב-1994 קודם לדרגת פרופסור מן המניין בשנת ובשנת 2000 מונה למחזיק הקתדרה בפיזיקה של המצב המוצק. פרש לגמלאות מהטכניון ב -2015.
פרופ’ משה איזנברג מילא שורה של תפקידים בכירים בטכניון ותרם לקידומו ולהתפתחותו. בין השאר היה דיקן הפקולטה להנדסת חומרים, משנה לנשיא הטכניון למחקר, מנהל מוסד הטכניון למחקר ופיתוח בע”מ, יו”ר מועצת המנהלים של חממת הטכניון ושל דיימוטק (חברת היישום של הטכניון), יו”ר מועצת המנהלים של בית הספר להנדסאים, חבר הקורטוריון והוועד המנהל של הטכניון ודירקטור של מוסדות וחברות המסונפים הטכניון. גם לאחר פרישתו לגמלאות הוא ממשיך בפעילות למען הטכניון בדגש על הפעילות הבינלאומית – חבר הועד המנהל של מכון טכניון-קורנל ע”ש ג’ייקובס בניו יורק וממובילי הקמת שלוחת הטכניון בסין.
מחקריו הרבים בתחום של חומרים אלקטרוניים, בדגש על קורלציה בין תהליכי ייצור, תכונות פיזיקליות כגון מבנה והרכב ותכונות חשמליות, הניבו למעלה מ-250 מאמרים בספרות המדעית הבינלאומית ו-8 פטנטים בינלאומיים, והקנו לו מוניטין בקהילת המדענים בארץ ובעולם. הוא הוזמן לכנסים מקצועיים רבים והיה מדען אורח באוניברסיטאות מובילות בארה”ב ובצרפת.
נשוי לצביה, אב לשלושה וסב לשישה נכדים.
מנימוקי ועדת העיטורים
פרופ’ משה איזנברג בתפקידיו המגוונים תרם רבות לפיתוח וקידום הטכניון, מוסד הטכניון למחקר ולפיתוח בע”מ והפקולטה להנדסת חומרים. מחקריו פורצי הדרך, בצד אישיותו הנוחה ודרכי הנועם שלו, הביאו למעבדותיו עשרות סטודנטים שסיימו בהנחייתו תארים גבוהים ותופסים היום עמדות מפתח באקדמיה, בתעשיית האלקטרוניקה הבינלאומית בכלל והישראלית בפרט.
על כל אלה ועוד מוענק לו עיטור “יקיר חיפה”

בנק הפועלים והטכניון חתמו על הסכם לשיתוף פעולה מחקרי ארוך טווח בתחום מדעי הנתונים (Data Science) וכן בתחומי מחקר נוספים כגון האינטרנט של הדברים (IoT) ובלוקצ’יין (Blockchain).

 

שיתוף הפעולה בין בנק הפועלים לטכניון מתקיים באמצעות חטיבת החדשנות שהוקמה בבנק ובהובלתם של דיקן הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון פרופ’ אבישי מנדלבאום וד”ר יואב אינטרטור, מנהל טכנולוגיות ראשי (CTO) בבנק הפועלים. ההסכם נועד לאפשר לבנק לשמור על היתרון הטכנולוגי התחרותי ולהוביל מהלכים חדשניים, כולל מימוש האסטרטגיה למתן שירותים אישיים וממוקדים יותר בהתאמה לכל לקוח על סמך חיזוי מדויק של צרכיו.

 

Data Science הוא תחום אקדמי חדש העוסק ביצירת מידע בעל ערך ובגיבוש מסקנות ותובנות מתוך בסיסי נתונים עצומים. זאת באמצעות שימוש במודלים סטטיסטיים מתקדמים, טכניקות כריית מידע, חיזוי אנליטי ועוד. שיתוף הפעולה יאפשר לבנק גישה לחוקרי ה-Data Science המובילים הנמצאים בטכניון.

לצורך שיתוף הפעולה תוקם בפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע”ש דוידסון בטכניון מעבדה ייעודית מאובטחת, בה יבצעו חוקרים מהטכניון ואנליסטים מהבנק מחקרים משותפים במטרה לפתור אתגרים שונים בעולם הטכנולוגי-בנקאי, כגון ניהול סיכונים מתקדם, חיזוי פעילות פיננסית של לקוחות עסקיים ופרטיים לצורך שיפור התאמתם של שירותים ומוצרים, ועוד.
ההסכם הנוכחי הוא חלק משיתוף פעולה נרחב אשר נרקם בין בנק הפועלים לטכניון, וכולל בין היתר שיתוף פעולה בין הבנק למרכז ברוניצה ליזמות בטכניון, המקיים את תחרות היזמות BizTEC לסטודנטים. המשתתפים בתחרות נעזרים במנחים בתחומי ה-Fintech מטעם הבנק.

 

נשיא הטכניון, פרופסור פרץ לביא, אמר: “החיבור בין הטכניון לבנק הפועלים מעניק לחוקרים ולסטודנטים של הטכניון את ההזדמנות לשיתוף פעולה מחקרי-יישומי עם גוף מרכזי ומוביל בכלכלה ובעסקים בישראל. תחום הבנקאות צפוי לעבור בעתיד הנראה לעין מהפכה של ממש, ושיתוף הפעולה של הטכניון עם בנק הפועלים מבטיח כי שני הגופים הללו ייטלו בה חלק מרכזי. ההסכם עליו אנו חותמים היום, כמו גם השקתה של התכנית הראשונה מסוגה בישראל לתואר ראשון בהנדסת נתונים ומידע, מבססים את מעמדו של הטכניון כמוביל עולמי בתחום ה-.Data Science”

מנכ”ל בנק הפועלים אריק פינטו אמר: “אנחנו מאמינים שעלינו להיות בנק שהוא אנושי, אישי וטכנולוגי גם יחד, והטמעה של מחקר מתקדם היא תנאי הכרחי ליישום האסטרטגיה הזו. שיתוף הפעולה עם הטכניון, גוף המחקר הטכנולוגי המוביל בישראל ומהמובילים בעולם, פותח בפנינו ערוצי מחקר חדשים וסולל את הדרך למימוש חזון החדשנות של בנק הפועלים. מעבדת המחקר המשותפת ופעילויות נוספות עם חוקרי הטכניון יסייעו לבנק לפתח את הבנקאות של המחר – בנקאות שמבוססת על טכנולוגיות פורצות דרך, תוך התאמה אישית לצורכי הלקוחות.”

אבי כוכבא, משנה למנכ”ל, הממונה על חטיבת החדשנות בבנק הפועלים, אמר:
“כחלק מהתפיסה החדשה שמובילה חטיבת החדשנות בבנק הפועלים אנו רואים חשיבות בשיתופי פעולה הן בהטמעת טכנולוגיות סטארט-אפ מתקדמות והן במחקר ופיתוח עם מוסדות אקדמיים. אין לי ספק ששיתוף פעולה בין הבנק המוביל בישראל לבין המוסד הטכנולוגי המוביל בישראל יהווה מכפיל כוח אמיתי בחקר מדעי המידע והפינטק, וכן כלי לשירות טוב יותר עבור הלקוח הסופי”.

פרופסור בועז גולני, סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים, אמר: “הטכניון מדורג כיום בין עשרים האוניברסיטאות המובילות בעולם בתחומים שונים של טכנולוגיות מידע ומיחשוב. יכולות אלו באות לידי ביטוי בכל אחת מהפקולטות ובתכניות המוצעות בהן, שכן לא ניתן כיום לקיים תכניות מחקר והוראה בהנדסה ומדעים מדויקים במנותק מטכנולוגיות מידע. העובדה שבנק הפועלים בחר בטכניון כשותף אסטרטגי לקידום החזון שלו בתחום שירותי ה-Fintech ברמה העולמית היא עדות נוספת למעמדו של הטכניון בנושא טכנולוגיות מידע בכלל והנדסת נתונים בפרט.”

 

בתמונה הגדולה מימין לשמאל: פרופ׳ אבישי מנדלבאום, דיקן הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע״ש דוידסון בטכניון, מר אבי כוכבא, משנה למנכ״ל, ממונה על חטיבת החדשנות בבנק הפועלים, פרופ׳ פרץ לביא, נשיא הטכניון, אריק פינטו, מנכ״ל בנק הפועלים, פרופ׳ בועז גולני, סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים, ד״ר יואב אינטרטור, CTO, חטיבת החדשנות, בנק הפועלים.

צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון.

פרופ’ ג’ף סטיינהאור מהפקולטה לפיזיקה בטכניון מציג הוכחה לקרינת הוקינג כפי שנחזתה על ידי הפיזיקאי סטיבן הוקינג לפני עשרות שנים. המחקר מתפרסם בכתב העת Nature Physics

המדען הבריטי הנודע סטיבן הוקינג ניבא כבר לפני 42 שנים, על סמך חישובים תיאורטיים בלבד, את תופעת הקרינה הנובעת מחורים שחורים.

תופעה זו הידועה בשם קרינת הוקינג חלשה מכדי שניתן יהיה להבחין בה באמצעות השיטות הקיימות היום, ונותרה “הגביע הקדוש” של תחומי הפיזיקה האטומית, אופטיקה לא לינארית, פיזיקה של מצב מוצק, נוזלי-על של חומר דחוס, אסטרופיזיקה, קוסמולוגיה ופיזיקת חלקיקים. זאת עד לתצפיותיו האחרונות של פרופ’ ג’ף סטיינהאור מהפקולטה לפיזיקה בטכניון במתקן המדמה חור שחור, שנוצר במעבדתו לפיזיקה אטומית.

המאמר החדש, המתפרסם בכתב העת Nature Physics, מתאר תצפית ראשונה של קרינת הוקינג תרמית-קוונטית במערכת כלשהי. לדברי פרופ’ סטיינהאור נִצפּתה בַּניסוי התפלגות טרמית של קרינת הוקינג, שנבעה מתנודות קוונטיות, שמקורה בחור שחור אקוסטי. הוא הוסיף כי “זהו אישוש ניסויי לניבוי של הוקינג בנוגע לתרמודנימיקה של החור השחור.”

זוגות פונונים (חלקיקי קול) מופיעים באופן ספוטני בריק באופק אירועים של המתקן המדמה חור שחור. אחד הפונונים יוצא מהחור השחור כקרינת הוקינג, והפונון האחר נבלע לתוך החור השחור. לזוגות יש התפלגות רחבה של אנרגיות. הקורלציה בין צמדים אלו מאפשרים לנו לאתר קרינת הוקינג.

לחלקיקי הוקינג ולחלקיקים השותפים בתוך זוג יכול להיות חיבור קוואנטי המכונה “שזירה” (entanglement). סטיינהאור מסביר: “באמצעות השימוש בטכניקה שפיתחנו ראינו שזוגות חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה היו שזורים, בעוד זוגות בעלי אנרגיה נמוכה לא היו שזורים. שזירה זו מאמתת מרכיב חשוב בדיון על פרדוקס המידע ועל “מחלוקת חומת האש” (firewall controversy).

התצפית על קרינת הוקינג, שבוצעה בעיבוי בוז-איינשנטיין, מאמתת את החישוב של הוקינג הנתפס כאבן דרך בחיפוש אחר כוח כבידה קוואנטי.

פרופ’ סטיינהאור עובד באופן בלעדי על ההוכחה מאז שנת 2009 במעבדה שהרכיב במו ידיו בטכניון, הגדושה בלייזרים ועשרות מראות, עדשות וסלילים מגנטיים שמטרתם לדמות חור שחור.
סטיינהאור מונע, מאז היה ילד, מסקרנות לחוקי הפיזיקה. לדבריו “ההוכחה לקיום הקרינה הקוואנטית של הוקינג, מקדמת אותנו צעד נוסף קדימה, במסענו האינסופי לגילוי חוקי היקום. הבנה זו לבדה חשובה לבני האדם, כמו יישומם של חוקי הפיזיקה בחברה.”

בשנת 2014, פרסם ב- Nature Physics את תוצאות התצפית הראשונה של קרינת הוקינג במערכת כלשהי. קרינה זו השתקפה מהאופק הפנימי, חזרה לאופק החיצוני, וגרמה לקרינת הוקינג נוספת. לעומת זאת, מחקרו האחרון תומך בקיום קרינת הוקניג קוואנטית, הופעה ספונטנית של זוגות הוקינג. זוגות פונונים (חלקיקי קול) מופיעים באופן ספוטני בריק של המתקן המדמה חור שחור.

פריצת הדרך של סטיינהאור שנצפתה ב-2014 עוררה הדים בקהילייה המדעית. ב”אקונומיסט” נכתב כי “אם האקדמיה המלכותית השוודית נמצאת במצב רוח טוב, ייתכן ותגלית זו עשויה להוביל את פרופ’ סטיבן הוקינג לשטוקהולם (שם מוענקים פרסי נובל במדעים). בפרס נובל, קיים כלל בלתי כתוב, שהפרס אינו מוענק על תיאוריה בלבד. אם הניסוי של פרופ’ סטיינהאור אכן מראה מה שהוא טוען, אזי החישובים של הוקינג נכונים, וכפי הנראה שני המדענים יחד עם ד”ר אונרו ימצאו עצמם בדרך לשטוקהולם.”

פרופ’ סטיינהאור, יליד לוס אנג’לס, השלים דוקטורט ב-UCLA ואחריו שני פוסט-דוקטורטים: האחד בהנחיית פרופ’ ניר דוידסון במכון ויצמן והאחר בהנחיית חתן פרס נובל וולפגנג קֶטֶרְלֶה ב-MIT. לפקולטה לפיזיקה בטכניון הצטרף בשנת 2003, ובשנת 2009 החל לחקור באופן ניסיוני חורים שחורים קוליים במעבדתו בטכניון. בניסוייו הצליח להדגים לראשונה חור שחור קולי. הפיזיקאי הגרמני פרופ’ ג’יימס אנגלין טען בעקבות זאת כי מדובר בחור השחור הקולי הראשון בהיסטוריה

בשנת 2012, הוא הופיע בסדרת הטלוויזיה “מבעד לחור התולעת” (Through the Wormhole), של Science Channel TV בהנחייתו ובקריינותו של השחקן זוכה האוסקר, מורגן פרימן. במסגרת התכנית שוחח סטיינהאור על מתקן המדמה חור שחור במעבדה פרי פיתוחו ועל תקוותיו להשתמש בו כדי לצפות בקרינת הוקינג. מתקן החור השחור מנצל את מערכת הדימות פורצת הדרך שלו בעלת רזולוציה גבוהה במיוחד.