הברכה “תכלה שנה וקללותיה, תחל שנה וברכותיה” מקבלת השנה משמעות מיוחדת – תפילה ותקווה להיעלמות הנגיף וחזרה לשגרה הישנה.
[su_youtube url=”https://www.youtube.com/watch?v=SreevxBf-wA&feature=youtu.be” width=”700″ height=”200″ autoplay=”yes”]
חודש: ספטמבר 2020
פתיחת סמסטר חורף תשפ”א
הימים האחרונים מציבים אותנו, שוב, אל מול פני מגפת הקורונה. עליה מדאיגה במספרי הנדבקים והחולים הביאה את מדינת ישראל לכדי סגר. ההשפעה של הסגר ושל אי הוודאות על חיינו האישיים, החברתיים והמקצועיים ניכרת, כמובן, גם בטכניון.
הסמסטר יפתח כמתוכנן בתאריך 21.10.2020. בפתיחת הסמסטר, הלמידה תתבצע באמצעים מקוונים בלבד. כל פעילות ההוראה תונגש באופן דיגיטאלי-סינכרוני ותוקלט, וההקלטות תעמודנה לרשות הלומדים והלומדות עד סוף הסמסטר. לשם כך נערכנו בחודשים האחרונים והשקענו משאבים ניכרים בזיווד כיתות הלימוד בקמפוס בציוד צילום מתקדם ובהכנתן לפתיחת הסמסטר.
לקריאת ההודעה המלאה של המשנה הבכיר לנשיא הטכניון, לחצו כאן
אנרגיות טובות
חברת, ההזנק H2PRO המפתחת טכנולוגיה חדשנית שהומצאה בטכניון לייצור מימן באמצעות אנרגיה ירוקה, עלתה לרשימת הפיינליסטיות בתחרות היוקרתית של חברת האנרגיה SHELL, והיא החברה הצעירה ביותר ברשימה והיחידה מישראל. במסגרת התחרות, הקרויה New Energy Challenge, נערכו כמה סבבי סינון וכעת הכריזו המארגנים על חמשת הפיינליסטים המיועדים להשקעה ולגמלון [הגדלה] (Ventures track: Scale-ups) ובהם H2PRO.
הטכנולוגיה החדשנית של H2PRO מבשרת עידן חדש בייצור מימן ירוק על ידי פיצול מים למימן וחמצן באמצעות אנרגיה חשמלית (אלקטרוליזה). באלקטרוליזה המסורתית מיוצרים המימן והחמצן בעת ובעונה אחת בסמיכות זה לזה – מצב מסוכן המצריך ממברנה המפרידה ביניהם. השימוש בממברנה מייקר משמעותית את המערכת ואת תפעולה. מימן ירוק הוא דלק חלופי לנפט וגז טבעי, ויש לו תפקיד קריטי בהקטנת פליטות מזהמים מתחבורה, ייצור חומרים וכימיקלים, חימום ואגירת אנרגיות מתחדשות.
הטכנולוגיה החדשה מייתרת את הממברנה משום ששני הגזים נוצרים בשלבים שונים. יתר על כן, טכנולוגיה זו מגדילה את ניצולת האנרגיה מסביבות 75% ל-95%, משפרת משמעותית את בטיחות התהליך, מפחיתה בכמחצית את ההוצאה ההונית לבניית המערכת ומגדילה את לחץ המימן הנוצר ובכך מצמצמת את המאמץ הנדרש לדחיסת הגז.
H2PRO נוסדה ב-2019 על ידי חוקרי הטכניון פרופ’ גדעון גרדר (הנדסה כימית), פרופ’ אבנר רוטשילד וד”ר חן דותן (מדע והנדסה של חומרים), אליהם חברו מייסדי חברת Viber בראשות היזם טלמון מרקו. החברה קיבלה רישיון בלעדי למסחור הטכנולוגיה מ-3T, יחידת המסחור של מוסד הטכניון, ועד כה גייסה הון מהחברות יונדאי, סומיטומו ובזן, מקרנות וממשקיעים פרטיים. המחקר שהוביל להקמת H2PRO נתמך על ידי תכנית האנרגיה ע”ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון (GTEP), תרומת אד סאטל, קרן אדליס, משרד האנרגיה והנציבות האירופית (תוכנית המסגרת 2020 של האיחוד האירופי). המחקר התבצע עם ד”ר אביגיל לנדמן, שהייתה סטודנטית משותפת של הפרופסורים רוטשילד וגרדר.
בתמונה מימין לשמאל: ד”ר חן דותן, פרופ’ אבנר רוטשילד, ד”ר אביגיל לנדמן ופרופ’ גדעון גרדר
מגבר הלייזר המרחף
כתב העת Physical Review X מדווח על פיתוחו של מָהוֹד אופטי, חסר תקדים ביכולות הההעצמה התהודתית שלו. את המהוד פיתח יעקב ח’יר-אלדין בזמן שהשתלם במעבדתו של פרופ’ טל כרמון.
מהוד (Resonator) הוא מתקן הכולא בתוכו גלים ומעצים אותם באמצעות החזרתם מדופן לדופן בתהליך הקרוי העצמה תהודתית (Resonance enhancement). כיום יש בעולם מהודים מתוחכמים ומשוכללים מסוגים שונים אך גם על מהודים פשוטים המוכרים לכולנו – למשל תיבת התהודה של גיטרה, המעצימה את הצלילים שמפיקים המיתרים, או גוף החלילית המעצים את הצלילים הנוצרים בפיית הכלי.
הגיטרה והחלילית הן מהודים אקוסטיים שבהם מהדהד הקול בין קירות המהוד. בפיזיקה קיימים גם מהודים אופטיים, למשל במכשירי לייזר. לדברי פרופ’ כרמון, מהוד הוא אחד המכשירים החשובים ביותר באופטיקה – “הוא הטרנזיסטור של האופטיקאים.”
מהודים מצריכים שתי מראות לפחות, אולם הם יכולים להכיל גם יותר משתיים – למשל שלוש מראות המחזירות את האור במסלול בצורת משולש, ארבע במרובע וכן הלאה. אפשר גם לסדר הרבה מראות בצורה כמעט מעגלית כך שהאור מסתובב בצורה כמעט מעגלית, וככל שנגדיל את מספר המראות בטבעת האמורה נתקרב למבנה של מעגל מושלם.
אבל זה אינו סוף פסוק, שכן הטבעת מגבילה את תנועת האור למישור יחיד. הפתרון הוא כמובן מבנה כדורי, המאפשר לאור להסתובב בכל המישורים העוברים דרך מרכז המעגל, בלי קשר להטייתם, כלומר במרחב התלת-ממדי.
כעת אנו עוברים מהפיזיקה להנדסה: כיצד לייצר מהוד שהוא כדור נקי, חלק ומדויק ככל האפשר, שהאור יסתובב בתוכו פעמים רבות ככל האפשר וכך יועצם באופן המרבי? אתגר זה העסיק קבוצות מחקר רבות והניב בין השאר מהוד זכוכית זעיר בצורת כדור או טבעת, המוחזק ליד סיב האופטי מדוקק שמצמד לתוכו את האור. דוגמה לכך הציג פרופ’ טל כרמון לפני שנתיים בכתב העת Nature.
אולם גם מהוד הזכוכית הכדורי אינו סוף פסוק, שכן נקודת החיבור שלו לסיב האופטי יוצרת עיוות בצורתו הכדורית. מכאן נולדה השאיפה לייצר מהוד מרחף – מהוד שאינו מוחזק על ידי שום עצם חומרי.
המיקרו-מהוד הראשון בעולם הודגם בשנות ה-70 על ידי ארתור אשקין, חתן פרס נובל בפיזיקה לשנת 2018, שאכן הציג מהוד מרחף. למרות ההישג, כיוון מחקר זה ננטש עד מהרה. כעת, בהשראת עבודתו החלוצית של אשקין, מציגים חוקרי הטכניון את המהוד המרחף המפגין העצמה תהודתית של 10,000,000 סיבובי אור, וזאת לעומת כ-300 סיבובים במהוד של אשקין.
המהוד המרחף
במהוד העשוי מראות המחזירות 99.9999 אחוז מהאור, האור יסתובב כמיליון סיבובים או “טיולים מעגליים”, כפי שקוראים להם בשפה מדעית. אם ניקח אור שהספקו 1 ואט, בדומה לאור של המבזק (פלאש) בטלפון סלולרי, וניתן לו להסתובב הלוך וחזור בין המראות הללו, הספק האור יתעצם לכמיליון ואט – הספק המשתווה לצריכת החשמל של שכונה גדולה בחיפה. בהספק האור הרב נוכל להשתמש, למשל, כדי לעורר תגובת גומלין בין אור לחומר שקוף הנמצא בין המראות.
למעשה, מיליון הוואט מורכבים מאותו חלקיק אור בודד העובר הלוך ושוב דרך החומר, אבל החומר אינו “יודע” שזה אותו חלקיק אור שנע שוב ושוב דרך החומר, ורק “מרגיש” בהספק הרב. בהתקן מסוג זה חשוב גם שמיליון הוואט יעברו דרך שטח חתך קטן, ואכן, המכשיר שפיתח ח’יר-אלדין מוליך את האור ב-10 מיליון טיולים מעגלים, כשהאור ממוקד לשטח אלומה הקטן פי 10,000 משטח החתך של שערה. בכך שבר ח’יר-אלדין את שיא העולם בהעצמה תהודתית של אור.
המהוד שפיתחו חוקרי הטכניון עשוי מטיפת שמן זעירה בקוטר של כ-20 מיקרון – רבע מעובייה של שערה. הטיפה מוחזקת באוויר באמצעות אור בטכניקה הקרויה “מלקחיים אופטיים”. טכנולוגיה זו, המאפשרת להחזיק חלקיקים באמצעות אור, משמשת כאן להחזקת הטיפה באוויר בלי תמיכה חומרית – סיב או עמוד אחר – העלולה לפגום בצורתה הכדורית או ללכלך את הטיפה. לדברי פרופ’ כרמון, “ההמצאה האופטית הגאונית הזאת, המלקחיים האופטים, משמשת המון במדעי החיים, בכימיה, בהתקני מיקרו-זרימה ועוד, ודווקא האופטיקאים כמעט ולא משתמשים בה – קצת כמו סנדלר שהולך יחף. במחקר הנוכחי אנחנו מראים שלמלקחיים האופטיים יש פוטנציאל עצום בתחום ההנדסה האופטית. אפשר למשל לבנות מעגל אופטי באמצעות מלקחיים אופטיים מרובים המחזיקים מהודים רבים ושולטים על מיקומם של המהודים ועל צורתם בהתאם לצורך.”
גם ממדיה הזעירים של הטיפה מסייעים לשיפור שלמותה הכדורית, משום שכוח הכבידה כמעט אינו מעוות אותה, שכן הוא שולי בממדים הללו יחסית לכוחות מתח הפנים של הנוזל המקנים לו צורת כדור.
במערכת הייחודית שפיתחו חוקרי הטכניון מוחזקת טיפת השמן על ידי קרן לייזר ומקבלת את האור מסיב אחר, שגם מקבל את האור חזרה אחרי שעבר במהוד. על פי תכונותיו של האור החוזר בסיב יכולים החוקרים לדעת מה קרה בתוך הטיפה. לדוגמה, הם יכולים לכבות את האור הנכנס למהוד ולבדוק כמה זמן ישרוד פוטון במהוד לפני שידעך, ועל סמך נתון זה ומהירות האור לחשב את מספר הסיבובים שעושה הפוטון (בממוצע) בטיפה. כאן, כאמור, מדובר בשיא עולם בהעצמת אור: 10,000,000 סיבובים העוברים דרך שטח חתך של כמיקרון בריבוע ומגבירים את האור פי 10 מיליון.
במחקר השתתפו גם שי מעייני, מארק דוידזון ולאונרדו מרטין מהטכניון ולב דייץ מהפקולטה לפיזיקה ב-Queens College of CUNY. המחקר נערך במסגרת מרכז מצויינות “מעגל האור” של הקרן הלאומית למדע ושל הועדה לתכנון ותקצוב (ICORE), קרן ארה”ב-ישראל למדע (BSF), קרן המדע האמריקאית (NSF), והקרן הלאומית למדע (ISF).
למאמר בכתב העת Physical Review X לחצו כאן
סטודנטים מהטכניון פיתחו אפליקציה מצילת חיים לניטור מוקדם של שבץ מוחי – וזכו במקום השני בתחרות בין-לאומית לפיתוח טכנולוגיות רפואיות
MedHacks הוא ההאקתון הגדול ביותר בארה”ב לפיתוח טכנולוגיות רפואיות, והשנה השתתפו בו יותר מאלף סטודנטים, רופאים, מהנדסים, אנשי מדע ויזמים מכל העולם. האירוע נערך בשיתוף פעולה בין אוניברסיטת ג’והנס הופקינס ל-MLH – ארגון המוביל מאות האקתונים סטודנטיאליים בכל שנה – ובמימון גורמים שונים ובהם Google Cloud.
בקבוצת Scan&Sound חברים ארבעה סטודנטים ובוגרים מהטכניון: הדס ברוידא, סטודנטית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט (שנה שישית); שון היילברון-דורון, סטודנטית בפקולטה לרפואה (שנה רביעית); שונית פולינסקי, סטודנטית לתואר שני בפקולטה להנדסת מכונות; ורון לירז, בוגר תואר שני בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי. הסטודנטית החמישית בקבוצה היא ליאור לוינשטיין, סטודנטית לרפואה (שנה שלישית) באוניברסיטת מיזורי בארצות הברית.
שבץ מוחי הוא תופעה קלינית הפוקדת כל אדם רביעי (בארצות הברית) בשלב כלשהו במהלך חייו. אירוע זה יכול להתרחש ברמות שונות של חומרה – משבץ שהאדם כלל אינו מודע לקיומו ועד אירוע המוביל למגבלות קוגניטיביות ומוטוריות חמורות ואף למוות. בנוסף לפגיעה האישית והבין-אישית גוררים אירועי שבץ הוצאות פיננסיות עצומות לאדם, למערכת הבריאות ולמדינה, מה שמגביר את המוטיבציה לפיתוח שיטות לזיהוי השבץ בשלב מוקדם שבו הטיפול בו יעיל יותר.
האפליקציה שפיתחה הקבוצה זכתה במקום השני בהאקתון בקטגוריית “רפואה מותאמת אישית המבוססת על נתונים”. Scan&Sound מזהה מצבים מוקדמים ומינוריים של שבץ מוחי על סמך ניתוח קול והבעת פנים וניתוח הנתונים באמצעות בינה מלאכותית. במקרה של שינוי משמעותי תודיע האפליקציה למשתמש כי הוא סובל מתסמינים שעלולים להצביע על שבץ מוחי ותציע לו להתקשר לאנשי קשר שנקבעו מראש או למוקד חירום.
הדס ברוידא, ראש הקבוצה, העלתה את הרעיון לאחר שאדם קרוב אליה לקה בשבץ מוחי. ביום האירוע נפגש אותו אדם עם חבריו ובני משפחתו, שהבחינו מיד כי משהו אינו כשורה אולם לא חשדו שמדובר בשבץ. “כתוצאה מכך,” אומרת ברוידא, “הגיע האיש לבית החולים באיחור והחמיץ את ‘החלון הטיפולי’. מאז לא הפסקתי לחשוב איך למנוע את האירוע הבא ואיך יתכן שהטלפון, שנמצא איתנו כל הזמן ואוסף עלינו מידע ממילא, אינו יכול לזהות ולהתריע שאנחנו לא בסדר.”
הדס ברוידא ושון היילברון-דורון הכירו כבר קודם, כשהתחרו יחד בהאקתון T2Med שערכה הפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון. בעקבות הניצחון ב-T2Med נרשמו השתיים להאקתון בג’והנס הופקינס והזמינו את רון לירז, מהנדס חשמל מוכשר ומנוסה שהכירו בT2Med-, לחבור אליהן. שתי חברות קבוצה נוספות הגיעו, כמיטב המסורת הישראלית, דרך היכרות אישית וקשר משפחתי. כך התגבשה הקבוצה הטראנס-אטלנטית הייחודית והמגוונת שפיתחה את Scan&Sound.
העבודה בהאקתון עצמו הייתה מאתגרת במיוחד, שכן מלבד המרחק הפיזי נדרשו חברי הקבוצה להתמודד עם הפרשי השעות לארה”ב ועם מחויבויות קודמות כגון לימודים בבתי חולים. היעד הושג בזכות תקשורת, תכנון, נחישות, חלוקת עבודה ובעיקר מחויבות אישית של כל אחד מחברי הקבוצה לפרויקט.
השופטים בתחרות התלהבו מאוד מהפרויקט וביקשו מחברי הקבוצה, בהומור מעורב בהתפעלות, לזכור אותם גם אחרי שיתעשרו ויתפרסמו; אבל ברוידא וחבריה מדגישים כי המטרה האמיתית של הפרויקט היא לתת לכל אדם הזדמנות להגיע לטיפול בזמן ולשמור על מוחו, זהותו וחייו, וכי זאת המוטיבציה המניעה אותם במאמציהם להקים צוות טכנולוגי וליצור שיתופי פעולה עם מחלקות נוירולוגיות ועם מרכזי שיקום בישראל ובארצות הברית.
אהבה אקדמית
אלה השבועות הראשונים של שמרית אברהם ובן קורין בארצות הברית, שם הם התחילו את הפוסט-דוקטורט שלהם, כל אחד בתחומו. השבוע הם קיבלו, בטקס וירטואלי, את תוארי הדוקטור מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, ויהיו מעתה ד”ר אברהם וד”ר קורין.
הטיסה לארצות הברית, שתוכננה לאפריל 2020, התעכבה בכמה חודשים בגלל הקורונה ויתכן שהייתה מתעכבת עוד אילולא נרתם הטכניון לעזרת כלל הפוסט-דוקטורנטים לעתיד בארצות הברית. דרך פרופ’ שמעון מרום, המשנה לנשיא הטכניון לעניינים אקדמיים, הועברה פנייה לוועד ראשי האוניברסיטאות וממנו לשר החינוך זאב אלקין שפנה לשגריר ארה”ב בישראל. בסופו של דבר הבקשה נענתה וכ-100 מסיימי דוקטורט ישראלים נשמו לרווחה.
ההחלטה על פוסט-דוקטורט לא הייתה פשוטה, שכן כמו רבים אחרים המסיימים את עבודת הדוקטורט, גם שמרית ובן התלבטו אם להמשיך באקדמיה או לצאת לתעשייה. בסופו של דבר הם מצאו את השילוב האופטימלי: פוסט-דוקטורט בתעשייה, במעבדת מחקר של חברת הביוטכנולוגיה הענקית Genentech.
בן קורין: מהנדסה לרפואה
בן השלים את כל תואריו האקדמיים בטכניון. “כחיפאי מלידה, לטכניון תמיד הייתה פינה חמה בלב שלי עוד מהטיולים בקמפוס בתקופת הילדות. כבר בתיכון ידעתי כי ברצוני ללמוד בטכניון, שבעיניי היה תמיד המוסד המוביל בארץ בתחום ההנדסה.”
לאחר השירות הצבאי החל בן ללמוד לתואר ראשון בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון – “תקופה מדהימה שאני מתגעגע אליה מאוד למרות האתגרים הרבים. שם זכיתי ללמוד ממרצים ומתרגלים מוכשרים ובעלי ידע רב. במבט לאחור אני יכול לומר כי תקופה זו אכן עיצבה אותי כמדען וביססה בתוכי את הסטנדרטים הגבוהים של הטכניון.”
את פרויקט הגמר ערך בן במעבדתה של פרופ’ סימה ירון, “מעבדה שהיא מקור עצום לניסיון מחקרי והסביבה הכי תומכת שאפשר לבקש. למדתי שם המון וזכיתי להכיר אנשים מדהימים שעד היום אני חב להם רבות.”
כדי להרחיב אופקים ולצאת מאיזור הנוחות, כדבריו, עבר בן מעולם ההנדסה לעולם הרפואה, והמשיך למסלול ישיר לדוקטורט בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בהנחיית פרופ’ אסיה רולס. “בתחומי המחקר של פרופ’ רולס – מדעי המוח והמערכת החיסונית – הידע שלי היה מוגבל, אבל החיבור איתה היה מיידי. הוקסמתי מהנושא ומהתשוקה שלה למחקר והצטרפתי למסע, וזו הייתה החלטה נכונה. ככלל חברי המעבדה, חברים לכל החיים, הייתי שותף מלא לצדדים הקשים והטובים של המחקר ולמדתי איך ליצור מדע. שנות הדוקטורט היו שנים מאתגרות אך מגוונות מאוד. הייתה לי הזכות ללמוד ולקחת חלק במחקרים פורצי דרך, לפגוש חוקרים מוכשרים במגוון תחומים, לעבוד (ולטייל) במקומות רבים בעולם, ולהכיר את עצמי באמת.”
“יש סטודנטים שהנוכחות שלהם ממש מעצבת את המעבדה,” אומרת פרופ’ רולס, “ובן הוא לחלוטין סטודנט כזה מפני שהוא אדם שאכפת לו, מפני שמצוינות היא חלק ממי שהוא ומפני שאהבת המדע שלו רק הולכת וגוברת. בן כל הזמן גרם לי לחשוב, תמיד אתגר אותי ולא קיבל שום דבר כמובן מאליו. מה עוד אפשר לבקש מסטודנט? שיחזור כבר.”
שמרית אברהם: מביוטכנולוגיה ימית לחקר הסרטן
שמרית התחילה את לימודיה האקדמיים במכמורת (מכללת רופין), שם השלימה תואר ראשון בביוטכנולוגיה ימית. “במכמורת נולדה האהבה שלי למדע וזכיתי להכיר חברי אמת ומורים לחיים שמלווים אותי עד היום. לימודי התואר השני, בבית הספר הימי של אוניברסיטת חיפה, היו ימים מאתגרים ומלמדים שדרכם רכשתי ידע רב, למדתי לשאול שאלות מדעיות ולענות עליהן וליצור שיתופי פעולה וחברויות מסביב לעולם.”
בתום התואר השני, מתוך הבנה שהמחקר המולקולרי הימי בישראל עדיין נמצא בראשיתו, החליטה לוותר על תחום זה והגיעה לטכניון. “הבנתי שאני צריכה לעבור מעולם החי בים לחיית מודל יבשתית שהמחקר סביבה רחב יותר – האדם. חיפשתי מקום שישלב מחקר בסיסי עם מדע פונקציונלי, והפקולטה לרפואה סיפקה את שתי השאיפות.” את הדוקטורט בטכניון עשתה בהנחייה משותפת של פרופ’ עמי אהרונהיים, החוקר פקטורי שעתוק ואת השפעתם על מחלות לב, ושל פרופ’ יובל שקד העוסק בפיתוח טיפולים חדשים לסרטן.
“קפצתי ראש למים העמוקים,” היא אומרת, “ושילבתי שיטות מתקדמות בביולוגיה מולקולרית עם חקר הסרטן. זה לא היה פשוט – אבל בהחלט מתגמל ומלמד.”
המחקר הבין-תחומי הוביל אותה לשאלת מחקר בין-תחומית: כיצד משפיעות מחלות לב על התפתחות סרטן? מתוך העבודה על שאלה זאת נולד מאמר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת Circulation: חוקרי הטכניון, עם עמיתיהם מבתי החולים רמב”ם וכרמל, גילו כי שיבושים במערכת הלב, גם בשלב מוקדם שלהם, עלולים להאיץ תהליכים סרטניים. לפיכך יש לשקול במקרים מסוימים טיפול בבעיות לב גם בשלב שהן מינוריות ולא מסכנות חיים.
“כבר בפגישתנו הראשונה שמרית שידרה ביטחון עצמי ורצון רב להצליח,” אומר פרופ’ אהרונהיים. “לאורך תקופת הדוקטורט היא עבדה בחריצות רבה וגילתה התמדה וכוח רצון רב שהובילו אותה להישגים יפים ומכובדים. כמו כן נפתח למעבדתנו פתח למחקר חדש ופורץ דרך לעשייה לשנים הבאות עבור תלמידי מחקר נוספים שיגיעו.”
“שמרית בנויה מהחומר הנכון של חוקרת באקדמיה,” אומר פרופ’ שקד. “יש לה דרייב, יכולת חשיבה אנליטית, חוצפה אקדמית (במובן הטוב של המילה), העזה ואופטימיות. כל אלה יחד, עם הדרכה מתאימה משני מנטורים שונים מאוד, הובילו לשני מחקרים יוצאים מן הכלל הפותחים צוהר חדש למחקר בתחום הסרטן, מערכת החיסון והלב. אני זוכר ששמרית הגיעה מאוד ‘ירוקה’ ומהר מאוד הצליחה לפתח יכולות מחקריות מתקדמות ביותר. לא פשוט לעבור מביולוגיה ימית לביולוגיה תאית, וברמת החיה השלמה. בזכות יכולותיה והאופי המיוחד שלה הצליחה שמרית להביא את הידע שלה לידי ביטוי. אני מאחל לה הצלחה ומאוד רוצה לראות אותה חוזרת ארצה לאקדמיה.”
צמד מנצח
שמרית ובן נפגשו לראשונה בריטריט – אירוע פקולטי שבו נפגשים חוקרי הפקולטה להרצאות ולעדכונים הדדיים. שמרית ארגנה את האירוע ובן הגיע אליו עם קבוצת המחקר של פרופ’ רולס. “זאת אהבת אמת,” אומר בן. “גיליתי בשמרית את החברה הכי טובה שלי, מדענית מקצועית ביותר וחסרת פשרות. היינו ביחד במעבדה ומחוצה לה, ואנחנו אפילו חתומים על כמה מאמרים משותפים.”
“בן הוא הנפש התאומה שלי ואהבת חיי,” אומרת שמרית. “הוא לימד אותי את סודות הטכניון ואיך ליהנות ולטייל בעולם מבלי להתפשר על עבודה קשה ומדע איכותי.”
כעת, כשהם מתארגנים על חייהם החדשים באמריקה, הם מסכמים בסיפוק את התקופה הטכניונית אך מבינים שהמסע עוד ארוך. “זוהי רק תחילתה של הדרך המחקרית שלנו ואני סקרנית לראות מה יהיה בהמשך,” אומרת שמרית. “מה שבטוח – את התקופה המדהימה שהייתה לנו בטכניון לא אשכח.”
[su_youtube url=”https://youtu.be/eRxZOc7rBc4″ width=”700″ height=”200″ autoplay=”yes”]
מסלקים סכנה – מתרגלים הצלה
במבצע משולב של הטכניון, עיריית חיפה ופיקוד העורף נהרס אולם הספורט במבנה אהרוני בשכונת הדר. מדובר באולם הספורט ההיסטורי של בית הספר בסמ”ת ששימש למשחקים רבים ואירח בימיו הטובים את ליגת בתי הספר.
האולם, שנשרף בשנה שעברה, נחשב מאז למבנה המסכן את הבניין כולו. לאחרונה, בעקבות קבלת אישור ההריסה ממהנדס עיריית חיפה, חבר הטכניון לפיקוד העורף, שהחליט לנצל את ההזדמנות לתרגול חיוני בחילוץ נפגעים מהריסות. בעקבות זאת הוטמנו באתר, לפני הריסתו, בובות תרגול של פיקוד העורף, ובשבוע שעבר התקיים תרגיל החילוץ בהשתתפות 100 לוחמי יחידת החילוץ הארצית בשיתוף עם יחידת הבטחון של הטכניון ומתנדבי עיריית חיפה, כיבוי אש, מד”א וזק”א.
התרגיל דימה התקפת טילים על ישראל ונפילת מבנים בקרית שמונה צפת וחיפה.
מעורבותו של הטכניון בשכונת הדר פרוסה על פני למעלה ממאה שנה מאז הנחת אבן הפינה לבניין ההיסטורי שלו ב-1912. בשנות ה-60 וה-70 עברו הפקולטות השונות לקמפוס נווה שאנן ובשנות ה-80 העמיד הטכניון את הבניין ההיסטורי שלו לטובת פעילות העמותה המפעילה במקום את מוזיאון המדעטק. בשנת 2016 חידש הטכניון את בניין ההדריון והפך אותו למתקן הוראה ומרכז קהילתי לימודי בהובלת הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים.
“אנו מברכים על שיתוף הפעולה עם פיקוד העורף,” אמר פרופ’ בועז גולני המשנה לנשיא ומנכ”ל הטכניון, “שיתוף הפעולה המשלב הריסה של מבנה מסוכן עם פעילות תרגול חיונית, ומתנצלים מראש על ההפרעה הזמנית לדיירי השכונה.”
מפקד יחידת החילוץ הארצית בפיקוד העורף, אל”ם (מיל׳) גולן ואך אמר: ״יחידת החילוץ של פיקוד העורף קיימה בשבוע שעבר תרגיל המדמה תרחיש אמת של ירי טילים וכתוצאה ממנו הרס בשלוש ערים מרכזיות ברחבי הצפון: צפת, חיפה וקריית שמונה.
התרגיל נועד לשיפור כשירותנו לתת מענה מיטבי לכל אירוע חירום אליו נידרש בארץ ובעולם. האתרים בהם התאמנו הם אתרים המיועדים להריסה במסגרת פרויקט ״פינוי בינוי״. הרצון הטוב של כלל הגופים והרשויות שאחראים על האתרים בהם התאמנו, סייעו לנו להפוך את ההליך לטוב יותר לשם השגת מטרתנו – קיום תרגיל חשוב״.
קרדיט צילום : סער אלמוג
פיתוח מקורות קרינה חדשים לדימות רפואי
חוקרים בטכניון פיתחו מקורות קרינה מדויקים העשויים להחליף מאיצי חלקיקים יקרים ומסורבלים המשמשים כיום ליצירת קרינה כגון קרינת רנטגן (X-ray). מקורות חדשים אלה מייצרים קרינה מבוקרת בספקטרום צר ומדויק וברזולוציה גבוהה, וזאת בהשקעה אנרגטית נמוכה יחסית. לפיכך הם צפויים להוביל לפריצות דרך יישומיות בהקשרים מגוונים – אנליזה ספקטרלית של חומרים כימיים וביולוגיים, דימות רפואי, מכשור רנטגן בבידוק ביטחוני ושימושים נוספים המצריכים מקורות אמינים של קרינה מדויקת.
את המחקר שהתפרסם אתמול בכתב העת Nature Photonics הובילו ד”ר עדו קמינר והמסטרנט מיכאל שנציס. ד”ר קמינר הוא ראש המעבדה לדינמיקה קוונטית של אלומות אלקטרונים ע”ש רוברט ורות מגיד, חבר סגל בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי ובמכון למצב מוצק וחבר במכון לננוטכנולוגיה ע”ש ראסל ברי (RBNI) ובמרכז הקוונטום ע”ש הלן דילר.
המאמר הנוכחי מציג תצפית ניסויית ראשונה המהווה הוכחת היתכנות למודל תאורטי שפותח בעשור האחרון בשורה של מאמרים מכוננים. המאמר הראשון בנושא, שהופיע באותו כתב עת (Nature Photonics), נכתב על ידי ד”ר קמינר ב-MIT עם המנחים שלו בפוסט-דוקטורט, פרופ’ מרין סולייצ’יץ’ ופרופ’ ג’ון ג’ואנופולוס. באותו מאמר הציגו קמינר ועמיתיו קונספט תאורטי לשימוש בחומרים דו-ממדיים ליצירת קרני רנטגן. המאמר ההוא, לדברי ד”ר קמינר, סימן את “תחילתו של מסע אל מקורות קרינה המבוססים על הפיזיקה הייחודית של חומרים דו-ממדיים ושל שילובים שונים ביניהם – הטרו-מבנים. את פריצת הדרך התאורטית מאותו מאמר המשכנו לפתח מאז בשורה של מאמרים תאורטיים, וכעת אנו נרגשים לבשר על התצפית הניסויית הראשונה ביצירת קרינת רנטגן בהתקנים כאלה, תוך שליטה מדויקת בפרמטרים של הקרינה.”
חומרים דו-ממדיים הם מבנים מלאכותיים ייחודיים שפרצו לתודעה בסביבות שנת 2004 עם פיתוח הגרפן על ידי הפיזיקאים אנדרה גיים וקונסטנטין נובוסלוב – לימים חתני פרס נובל בפיזיקה לשנת 2010. גרפן הוא משטח מלאכותי של אטומי פחמן, כלומר מבנה בעובי אטום בודד, שאינו קיים בטבע. את מבני הגרפן הראשונים יצרו שני הנובליסטים על ידי קילוף של שכבות חומר דקות מגרפיט, “החומר הכותב” שבעיפרון, באמצעות נייר דבק. השניים, וחוקרים שבאו בעקבותיהם, גילו כי לגרפן תכונות ייחודיות ומפתיעות השונות מתכונות הגרפיט התלת-ממדי: חוזק (הגרפן חזק עשרות מונים מיריעת פלדה בעובי דומה), שקיפות כמעט מוחלטת, מוליכות חשמלית ויכולת הולכת אור שמאפשרת פליטת קרינה – היבט מרכזי במאמר הנוכחי. תכונות ייחודיות אלה הופכות את הגרפן, וחומרים דו-ממדיים אחרים, לשחקנים מבטיחים בדורות הבאים של חיישנים כימיים וביולוגיים, תאים סולריים, מוליכים-למחצה, מסכים ועוד.
המצאת הגרפן פתחה שדה מחקר חדש המתמקד בחומרים דו-ממדיים שונים ובהם חומרי ון דר ואלס (vdW materials) שעמדו במוקד המחקר הנוכחי של ד”ר קמינר. חומרים אלה קרויים על שמו של יוהנס דידריק ון דר ואלס, שזכה בפרס נובל בפיזיקה בדיוק מאה שנה קודם, בשנת 1910.
ד”ר קמינר ומיכאל שנציס יצרו חומרי vdW שונים ושיגרו דרכם אלומות אלקטרונים בזוויות ספציפיות, שהובילו לפליטה מבוקרת ומדויקת של קרינת רנטגן. כך הושגה תצפית ניסויית ראשונה בקרינת רנטגן הנפלטת מחומרי vdW. יתר על כן, החוקרים הדגימו כוונון מדויק (tunability) של ספקטרום הקרינה ברזולוציה חסרת תקדים, וזאת בהשקעה מזערית של אנרגיה ותוך ניצול הגמישות בתכנון משפחות של חומרי vdW.
לסיכום, המאמר החדש של קבוצת המחקר של ד”ר קמינר מכיל תוצאות ניסוייות, תאוריה חדשה והוכחת היתכנות ליישום חדשני של חומרים דו-ממדיים כמערכות המפיקות קרינה מבוקרת ומדויקת. לדברי ד”ר קמינר, “הניסוי שערכנו, והתיאוריה שפיתחנו כדי להסבירו, מביאים תרומה משמעותית למחקר הפיזיקלי של אינטראקציית אור-חומר וסוללים דרך ליישומים רבים ומגוונים בדימות בקרני רנטגן, בספקטרוסקופיית קרני רנטגן המשמשת לאפיון חומרים ועוד, ובעתיד תאפשר ליצור מקורות אור קוונטיים בתחום הרנטגן.”
במחקר הנוכחי, שנערך כאמור בשיתוף בין יחידות שונות בטכניון, השתתפו חוקרים מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך, מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ומהמוסדות הבאים: The Barcelona Institute of Science and Technology, מכון ICREA בברצלונה, Arizona State University, Technical University of Denmark ו-Nanyang Technological University בסינגפור.
כל ניסויי הוכחת ההיתכנות נערכו במיקרוסקופי האלקטרונים שבמרכז המיקרוסקופיה מיק”א בפקולטה למדע והנדסה של חומרים.
במחקר תמכו גם האיחוד האירופי (מענק ERC ומענקי H2020), קרן המדע הלאומית בישראל (ISF) וקרן עזריאלי.
למאמר ב- Nature Photonics לחצו כאן
“מסע מופלא שראשיתו ברורה – ואת סופו עיצבתם בדמותכם”
ביום רביעי, 16 בספטמבר 2020, העניק הטכניון 231 תארי “דוקטור לפילוסופיה” לשנת תש”ף. כ-40% מהדוקטורים החדשים הן נשים, שהשלימו את התואר השלישי באחת הפקולטות בטכניון. כשליש מ-231 הדוקטורים החדשים למדו במסלול הישיר לדוקטורט. הדוקטור הצעיר ביותר הוא בן 25 והמבוגר ביותר – בן 62. הבוגרים נולדו ב-25 ארצות שונות ולמדו ב-22 יחידות אקדמיות שונות בטכניון. שלושה מהם הם עולים חדשים – מאורוגוואי, מארצות הברית ומבריטניה. 23 ממקבלי התעודה הם סטודנטים מחו”ל, שבאו לישראל במיוחד כדי ללמוד לדוקטורט בטכניון, וארצות המוצא שלהם רבות ומגוונות: אוקראינה, אורוגוואי, ארמניה, ארצות הברית, דרום קוריאה, הודו, חבר העמים לשעבר, מקסיקו, סין, ספרד, סרביה, פולין ושוויץ.
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון בירך את מקבלי התואר, משפחותיהם וחבריהם. הוא אמר כי “זהו יום מיוחד, יום חג לכם – וגם לנו, מוריכם. ליווינו והנחנו אתכם במסע מופלא שראשיתו ברורה ואת סופו עיצבתם בדמותכם.” פרופ’ סיון דיבר על התגייסותו המחקרית של הטכניון לבלימת המגפה ולהצלת חיים ועל המעבר המהיר להוראה מקוונת ולבחינות מקוונות. “משבר הקורונה החזיר את המחקר המדעי למרכז הבמה,” אמר נשיא הטכניון. “הוא שב ומזכיר לכולנו שהמדע והטכנולוגיה הם יותר מקיצור דרך לחיי יום-יום נוחים וקלים. הם ניצבים בלב ההתמודדות עם המחלה ועם הבדידות הכפויה. הם מצילי חיים במובן הכי ישיר, אבל גם מאפשרים את הקשר האנושי החיוני כל כך לקיום האנושי.”
“הגורמים המשפיעים ביותר על שגשוג הטכניון הם חברי הסגל והדוקטורנטים,” אמר דיקן בית הספר לתארים מתקדמים פרופ’ דן גבעולי בטקס. “אתם והמנחים שלכם מהווים את היסודות המחקריים של הטכניון. אנחנו גאים בכם עד מאוד על ההישג המשמעותי שלכם – ונהיה גאים גם בכל הישגיכם בעתיד. נשמח לחשוב שההישגים העתידיים האלה הם גם פרי של החינוך שקיבלתם כאן.”
בשם הדוקטורים החדשים דיברו שמרית אברהם ובן קורין, שקיבלו תוארי דוקטור ברפואה. השניים נחתו לאחרונה בסן-פרנסיסקו, שם יחלו את לימודי הפוסט-דוקטורט. לדבריהם הם התלבטו אם להמשיך לפוסט-דוקטורט או לעבודה בתעשייה ומצאו את שביל הזהב: פוסט-דוקטורט בתעשייה, במעבדת מחקר של חברת הביוטכנולוגיה הענקית Genentech.
מחקריהם של הדוקטורים החדשים משתרעים על פני מרחב עצום של נושאים ודיסציפלינות, ואלה כמה מהם: שיפור דרמטי בהפקת חשמל מאור השמש, השפעת התאטרון על המרחב העירוני ועל גבולותיו, הפקת ידע על רשת החשמל העירונית על סמך ריצוד נורות, הובלת תרופות אל המוח בתוך שבבי סיליקון, תופעות קוונטיות וסמי-קלאסיות, גילוי משפחה חדשה של חלבוני חישת אור במי הכינרת, כלי נגינה חדשניים המפיקים צלילים מכוסות יין בהשפעת כלי מיתר, תכנון בתי חולים ממוקדי-מטופל, מסלול השפעתם של שיבושים במערכת הלב על התפתחות סרטן, כיצד מזהה התנשמת את המכרסם הרץ בעשב המתנועע, ניבוי תוצאות של ניסוי בבני אדם על סמך ניסויים בבעלי חיים, מיפוי הקשרים בין המוח למערכת החיסון, השפעת כוחות מכניים על צמיחת כלי דם ברקמות המיועדות להשתלה, גידול סטייק במעבדה – בשר ללא שחיטה, מנגנונים המעורבים במחלות ניווניות של המוח, יצירת רקמות לב מתאי גזע אנושיים, ושיטות חדשניות להפקת דלק מימן.
[su_youtube url=”https://www.youtube.com/watch?v=WwhxyOMGEFM&ab_channel=Technion” width=”700″ height=”200″ autoplay=”yes”]
מאות מלגות סיוע מיוחדות הוענקו לסטודנטים
מאות סטודנטים קיבלו לאחרונה מלגות סיוע בסכום כולל של 1.7 מיליון שקל באמצעות לשכת דיקן הסטודנטים בטכניון. המלגות, בסך אלפי שקלים כל אחת, ניתנו בתמיכת הטכניון, ארגון בוגרי הטכניון, אגודות ידידי הטכניון בארץ ובעולם וגופים חיצוניים ובהם ות”ת וקרן משה מאיר הורביץ ז”ל בניהול קק”ל. אלה מלגות סיוע מיוחדות שיקלו על הסטודנטים והסטודנטיות להתמודד עם אתגרי תקופת הקורונה ועם המשבר הכלכלי הקשה אליו נקלעו.
“אני ומשפחתי חווינו תקופה קשה מאוד, והמלגה תעזור לי מאוד בשנה הבאה ותדחוף אותי קדימה. יום אחד אני מקווה שאהיה במקום שלכם – בוגרי הטכניון התורמים כעת למלגות סטודנטים – ואתרום לאנשים הנמצאים במצבי כיום. אני שמחה ללמוד בטכניון, שתמיד תומך בסטודנטים בכל ההיבטים ובכל סיטואציה.” את הדברים אמרה נ’ סטודנטית בת 22, שתתחיל בקרוב את לימודי השנה הרביעית בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, כשהתבשרה כי אושרה לה “מלגת קורונה” מהטכניון.
כמו כן, הרחיב הטכניון באופן משמעותי את מעטפת התמיכה בסטודנטים ע”י הקמת קרן הלוואות מיוחדת בה יכול לקבל כל סטודנט (ללא מבחני הכנסה ומעמד סוציו כלכלי) עד 20,000 ₪ שיוחזרו ללא ריבית והצמדה רק לאחר סיום הלימודים וגם אז באופן מדורג. עד כה סייעה הקרן למאות סטודנטים בסכום כולל של למעלה מ- 2.5 מיליון ש”ח.
הטכניון גם אפשר לסטודנטים לדחות את תשלום שכר הלימוד בסמסטר האביב ונמנע מהטלת קנסות על אלו שהפסיקו את חוזה השכירות שלהם במעונות בטרם עת עקב שיבושי הקורונה.
“אנו נחושים להבטיח שמשבר הקורונה לא יקטע את רצף הלימודים של שום סטודנט בטכניון,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון. ” גם בשנת הלימודים הקרובה נמשיך את התמיכה בסטודנטים באמצעות מלגות, הלוואות וערוצים נוספים בסיוע ידידי הטכניון בארץ ובעולם ובתוספת תקציב מיוחדת של ות”ת. תמיכת ידידנו בעולם בסטודנטים בעת הזו יוצקת תוכן ממשי ועדכני לצירוף המילים “משפחת הטכניון” המאפיין אותנו זה שנים.”
לדברי דיקנית הסטודנטים בטכניון פרופ’ אילת פישמן, “הקשיים שהעמידה מגפת הקורונה הובילו לכמות גדולה מאד של פניות למלגות ולמעונות. את המלגות הענקנו לפי קריטריונים מוגדרים ואחידים. כעת אנחנו מנסים לגייס מקורות עבור סטודנטים שנמצאים מעט מתחת לסף הקבלה.”
גם במעונות הטכניון עולה הביקוש על ההיצע, וגם שם יפעל הטכניון לספק פתרונות מיטביים. בשנים האחרונות השקיע הטכניון משאבים עצומים בהוספת פתרונות דיור לסטודנטים, וכיום הוא המוסד המוביל בארץ במספר הסטודנטים המתגוררים בו.
שניים מהתורמים הבולטים בסבב התמיכה הנוכחי הם בני הזוג בוגרי הטכניון טל אלון, המנהל את המרכז החינוכי הוד הכרמל, ואשתו קרין רוזנטל. השניים החליטו ביוזמתם לתרום לסטודנטים את מענק הקורונה שקיבלו מהמדינה.
יו”ר ארגון בוגרי הטכניון סיגל פירסט סיפרה: “טל אלון פנה אלינו בבקשה לתרום את המענק שלו ושל אשתו קרין למען מלגות לסטודנטים. בהשראתם יצא ארגון בוגרי הטכניון בקמפיין התרמה של מענקי הקורונה וכבר הצליח לגייס עשרות אלפי שקלים שתרמו בוגרי ובוגרות הטכניון לדורותיהם למען הסטודנטים. ארגון הבוגרים פועל כל העת לחזק את הקשר בין בוגרי הטכניון לסטודנטים, והמושג ‘משפחת הטכניון’ מלווה אותנו ביומיום. חוזקתה של המשפחה נמדדת בימים קשים ואנו מזמינים את בוגרינו להירתם ליוזמה.”
גם אגודת ידידי הטכניון בישראל נרתמה למהלך. “אנו מודים לידידי הטכניון בארץ שנרתמו לתרום לקרן החירום של הטכניון לסיוע לסטודנטים נזקקים,” אמר יו”ר אגודת ידידי הטכניון בישראל פרופ’ אמריטוס פרץ לביא. “נדיבותם של ידידנו בימים קשים אלה של חוסר ודאות כלכלית היא מקור לגאווה והערכה רבה. ללא תרומתם, סטודנטים רבים היו נאלצים להפסיק כעת את לימודיהם.”
למידה חישובית: הישג גדול לטכניון
הישג מרשים לטכניון ב-ICML – הכנס החשוב בעולם בתחום הלמידה החישובית. בכנס International Conference on Machine Learning, שהתקיים הקיץ במתכונת מקוונת, דורגו אוניברסיטאות וחברות על פי מספר המאמרים שלהן שהתקבלו לכנס, והטכניון הוא המוסד הישראלי היחיד בין 30 המוסדות המובילים ברשימה.
את רשימת ה-30 היוקרתית, הכוללת אוניברסיטאות וחברות, מובילה גוגל, ואחריה בהפרש ניכר MIT. הטכניון מדורג באמצע הרשימה – במקום 15, לפני ענקי הייטק ובהם אמזון ו-IBM ולפני אוניברסיטאות מובילות ובהן קורנל ודיוק.
לצד רשימת המוסדות פורסמה גם רשימת המדינות המובילות על פי מספר המאמרים שתרמו מתוך 1,088 המאמרים שהתקבלו לכנס. את רשימת המדינות מובילה ארה”ב, אחריה בהפרש ניכר בריטניה וסין, וישראל מדורגת במקום השמיני – לפני יפן, סינגפור, הודו ואחרות – עם 42 מאמרים, רובם (23) מהטכניון.
לדברי פרופ’ עירד יבנה, דיקן הפקולטה למדעי המחשב בעבר ומנכ”ל מוסד שמואל נאמן בטכניון, “ישראל ממלאת תפקיד חשוב בתחום הלמידה החישובית, ונתוני כנס ICML מספקים ראיה כמותית לעובדה זו. לנו בטכניון חשוב מאוד להמשיך לפתח ידע בתחום חיוני זה, ולשם כך אנו מעודדים מחקרים בין-תחומיים ובין-פקולטיים. 23 המאמרים הטכניוניים שהתקבלו לכנס נכתבו על ידי חוקרים משלוש פקולטות -בטכניון הפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב, הפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי והפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע”ש דוידסון – והם משתרעים על טווח רחב של נושאים.”
לאתר הכנס, לחצו כאן
לרשימת המוסדות המובילים בכנס ICML, לחצו כאן
בדרך לפיזיקה החדשה
מאיץ החלקיקים הגדול בעולם, LHC, הופעל לראשונה היום לפני 12 שנה. להפעלה החגיגית ב-10 בספטמבר 2008 קדמו עשורים של תכנון, בנייה ומקצי שיפורים לקראת היום הגדול. למרבה האכזבה הושבת המאיץ זמן קצר לאחר הפעלתו ונכנס לתהליך ארוך של תיקונים ושדרוגים. שנתיים לאחר השקתו הוא שב לעבוד במשנה מרץ וכעבור שנתיים נוספות – ב-4 ביולי 2012 – התרחשה התגלית הדרמטית ביותר בתולדותיו עד כה: גילויו של בוזון ההיגס, חלקיק שבלעדיו אי אפשר להסביר את קיומה של מסה.
LHC הוא מאיץ חלקיקים טבעתי עצום שקוטרו 27 קילומטרים והוא פועל בפאתי שוויץ במסגרת המרכז האירופי לחקר הגרעין (CERN). בכל שנייה של פעילות מתרחשות בו עשרות מיליוני התנגשויות בין חלקיקים, בסביבה חמה פי 100 מהטמפרטורה השוררת במרכז השמש.
בניגוד לקודמיו בשושלת המאיצים, LHC אינו מאיץ אלקטרונים אלא מאיץ פרוטונים – גרעיני מימן. הפרוטונים מואצים בטבעת החלולה של המאיץ בשני כיוונים מנוגדים, וזאת כדי להפיק התנגשויות עתירות אנרגיה שיובילו להיווצרות חלקיקים שונים. על זיהוי החלקיקים האלה אמונים הגלאים החכמים של LHC, שהגדול שבהם הוא אטלס – גלאי חלקיקים שבו מעורבים עמוקות שלושה חברי סגל מהפקולטה לפיזיקה בטכניון: פרופ’ שלומית טרם, פרופ’ יורם רוזן ותלמידם לשעבר ד”ר אנריקה קחומוביץ, שהשלים בהנחייתם את התואר השני והשלישי בערך בתקופה שבה החל המאיץ לפעול.
גלאי אטלס, הפועל מאז יומו הראשון של המאיץ, עובר מקצי שיפורים אינסופיים שנועדו להתאימו לצרכים המשתנים של LHC. בחודשים האחרונים עסוקים חוקרי הטכניון, לצד השגרה נטולת השגרה, בבנייתו של “הגלגל הקטן החדש” – הגלאי המתקדם ביותר של אטלס. לדברי פרופ’ טרם, “המאיץ כולו עובר שדרוג שיגביר את קצב העבודה שלו פי 10, ולכן אנחנו חייבים להתאים את אטלס למציאות החדשה ולספק יכולות גילוי ברזולוציה חסרת תקדים.”
קיומו של בוזון היגס נחזה, על סמך מודלים תאורטיים, כבר ב-1964, וגילויו במתקן LHC כעבור 48 שנים זיכה את הפיזיקאים פיטר היגס (בריטניה) ופרנסואה אנגלר (בלגיה) בפרס נובל בפיזיקה לשנת 2013 – שנה בלבד לאחר גילויו התצפיתי.
בוזון היגס נחשב במשך עשרות שנים לחוליה החסרה במודל הסטנדרטי, שהוא התיאוריה המרכזית בפיזיקה בת ימינו. היגס ואנגלר הסיקו את קיומו מתוך העדרו של הסבר מניח את הדעת למסתם של חלקיקים. “במילים אחרות,” אומרת פרופ’ טרם, “המודל הסטנדרטי ללא בוזון היגס לא הצליח להסביר מה מעניק לחלקיקים את המסה – תכונה שבלעדיה לא יפעלו חוקי הטבע כפי שהם מוכרים לנו. זו הסיבה שאימותו של הניבוי הובילה להתרגשות עצומה בקהילה המדעית וכאמור לפרס נובל בפיזיקה.”
ומדוע נדרשו הפרופסורים היגס ואנגלר להמתין כמעט חצי מאה כדי לקבל את פרס נובל? כי האימות הניסויי למודל שלהם הצריך, ראשית, מאיץ עתיר אנרגיה שיספק את ההתנגשויות הנדרשות ליצירתו של בוזון היגס; ושנית – גלאים מורכבים וחכמים שיוכלו לאמת את קיומו של החלקיק ואת זהותו. ואכן, הבוזון החמקמק נצפה ביולי 2012 לא רק באטלס אלא גם באחד הגלאים האחרים ב-LHC, והצלבת המידע בין שני הגלאים אפשרה לקהיליית CERN להכריז בביטחון שהחלקיק האבוד נמצא.
אז גילינו את היגס – מה הלאה? “המטרה שלנו באטלס, וב-LHC בכלל, רחבה הרבה יותר מגילוי בוזון היגס,” מסביר פרופ’ רוזן. ” במידה רבה, LHC הוא החזית הניסויית של הפיזיקה המודרנית, ואחת המטרות השאפתניות שלנו היא גילוי הפיזיקה החדשה, הפיזיקה שתמלא את החוסרים הקיימים במודל הסטנדרטי. תאוריית המודל הסטנדרטי, שניצחה את כל מתחרותיה המדעיות, עדיין מצפה לתצפיות שיסתרו את תחזיותיה וירחיבו אותה, והניסויים האלה מצריכים תשתיות חסרות תקדים שעליהן אנחנו עובדים ללא הרף ב-LHC.”
אחד הניבויים המעניינים הנחקרים במאיץ הוא קיומו של החומר האפל, שמציאותו הוסקה מתוך תופעות כבידתיות שונות. “החומר האפל הוא מרכיב חשוב מאוד ביקום,” מסביר ד”ר אנריקה קחומוביץ,” כי הוא מהווה כ-95% מהחומר, ואילו החומר המוכר לנו מהווה רק 5%. הבעיה היא שבניגוד לחומר רגיל, החומר האפל אינו נקלט במכשירים כגון טלסקופים מפני שאינו מקיים אינטראקציה עם עדשות הטלסקופ, כמו גם עם גלאים אחרים. זו הסיבה שהוא נקרא ‘אפל’. לכן הדרך לחקור אותו היא להסיק את תכונותיו באופנים עקיפים, מתוך גילוי חלקיקים אחרים שהוא פולט. במילים אחרות, אנחנו יודעים את מגבלותינו ומבינים שאין טעם לקוות שפתאום ‘נראה’ את החומר האפל; אבל נוכל להסיק את קיומו מתוך ‘הפתעות’ פיזיקליות שאינן מוסברות בלעדיו.”
העבודה באטלס אינה מסתיימת לעולם, אבל חוקרי הטכניון בטוחים שהסבלנות, שהובילה לגילויו של בוזון היגס, תשתלם גם בעתיד. “תגליות הן כמובן חלק חשוב בהתקדמות המדעית,” אומר ד”ר קחומוביץ, “אבל אנחנו לא מזלזלים ב’אי-תגליות’, כלומר באירועים שמפריכים את הניבויים שלנו. הממצאים הניסויים שאנחנו מקבלים באטלס מאפשרת לנו לפסול כיוונים מסוימים שפשוט לא עובדים, אפילו אם הם נראו מעולים כרעיונות מדעיים. כך, על ידי פסילה של דרכים ללא מוצא, אנחנו פנויים יותר להתמקד בכיוונים חדשים – או בכיוונים ישנים שעדיין יש תקווה שיפיקו תועלת.”
