היום מצוין יום הברייל העולמי לרגל יום הולדתו של לואי ברייל. אף שכתב ברייל הומצא לפני כ-200 שנה, האתגר של התאמתו לעידן הממוחשב נתקל במשוכות טכנולוגיות רבות.
פריצת דרך שפורסמה לאחרונה בכתב העת PNAS מבשרת על דור חדש של צגי ברייל קומפקטיים ויעילים. במאמר, שמחבריו הם חוקרים בטכניון ובאוניברסיטת קורנל, מוצג “צג ברייל רובוטי”. זהו משטח סיליקון דינמי שעליו מופיעות “בועות” קטנות בתצורת אותיות ברייל. הפיתוח מבוסס על הזרמת מתאן וחמצן במשטח הסיליקון והתפחה של אותן “בועות”, זאת באמצעות אלקטרודות וללא צורך במשאבה.
השותפים הטכניוניים במחקר, פרופ’ אמיר גת והדוקטורנט אופק פרץ מהפקולטה להנדסת מכונות, עוסקים במחקריהם בהקשר הרחב יותר של רובוטיקה רכה. רובוטים רכים, השואבים השראה רבה מרקמות ביולוגיות ומאיברים טבעיים כגון חדק הפיל וזרוע התמנון, הם רובוטים נטולי מפרקים, העשויים מצינורות גמישים שבתוכם מוזרם נוזל. הזרמתו של הנוזל בדפוסי הזרמה שונים משפיעה באופנים שונים על ההתקן הגמיש, ותכנון נכון של המערכת עשוי להוביל לשליטה גבוהה בתנועתה.
לואי ברייל, שנולד ב-4 בינואר 1809, איבד את ראייתו בגיל חמש. אביו יצר עבור לוח עץ עם מסמרים בצורת אותיות האלף-בית. בגיל 15 פיתח ברייל את הקוד המוכר כיום ככתב ברייל.
יו”ר הוועדה המארגנת של הכנס הוא מנכ”ל IDSI, פרופ’ פאול פייגין מהטכניון. לדבריו, “בכנס ישתתפו מרצים רבים מהטכניון ועמיתיהם מאוניברסיטאות המחקר בארץ, ממוסדות ציבוריים ומחברות. החשיבות במפגש נעוצה בצורך לבנות את קהילת מדעי הנתונים כך שתכלול חוקרי ליבה וחוקרי מעטפת. קהילה כזו תקדם הפריה הדדית ובין-תחומית ותוביל את השימוש המושכל והאתי של מדעי הנתונים לטובת החברה והתעשייה.”
בשנים האחרונות חלה קפיצת מדרגה במדעי הנתונים ובבינה מלאכותית, ואלה משפיעים יותר ויותר על מכלול תחומי החיים: תחבורה, רפואה, חינוך ועוד. זה הרקע להקמתה של התוכנית הארצית בשנת 2020. התוכנית, שהוקמה על ידי המועצה להשכלה גבוהה, מקדמת את הפעילות בתחומים האמורים באמצעות שיתופי פעולה בתוך האקדמיה, בין האקדמיה לתעשייה ובינן לגורמים בחו”ל. התוכנית מקשרת בין שבעה מרכזי מחקר שהוקמו באוניברסיטאות המחקר בישראל.
הכנס הבין-לאומי מציין שנה ראשונה לפעילות התוכנית ברמה הארצית והבין-לאומית. הוא יעסוק במגוון רחב של נושאים ובהם למידה חישובית, עיבוד שפה טבעית (NLP), למידה סטטיסטית, ביואינפורמטיקה, AI ומדעי הנתונים בחינוך, ראייה ממוחשבת, מדעי הנתונים בביולוגיה, אחריות ב-AI וטובת הכלל והבסיס המתמטי למדעי הנתונים. המרצים הראשיים בכנס הם פרופ’ יואב פרוינד ופרופ’ טריי אידקר מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, פרופ’ בין יו מברקלי ופרופ’ מינג יואן מאוניברסיטת קולומביה.
כאשר אנחנו נשרטים או נפצעים באופן שטחי, גופנו יודע לרפא את הפצע בעצמו, או לכל היותר עם עזרה מינימלית של פלסטר או חומר חיטוי. קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם פועלות לפיתוחם של חומרים בעלי תכונות דומות, שיידעו לתקן את עצמם ללא עזרה חיצונית. כולנו יודעים כמה מתסכל לגלות שמסך הטלפון נשבר ועלינו להחליפו, ויש כמובן צרות גדולות יותר – למשל תקלה בלוחות סולאריים המניעים לוויין בחלל. כעת תארו לעצמכם שהמסך שלכם והלוח הסולארי בחלל יידעו לתקן את עצמם ולשוב לתפקוד מלא. באתגר הזה עוסקות קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם: פיתוח חומרים בעלי יכולת ריפוי עצמי (Self-Healing Materials).
בשורה חיובית בהקשר זה מגיעה כעת מקבוצת המחקר של ד”ר יהונדב בקנשטיין מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ומהמכון למצב מוצק בטכניון. ד”ר בקנשטיין והדוקטורנטים סשה חלפין ונועם בר פיתחו גבישים ננומטריים מוליכים למחצה, ידידותיים לסביבה, היודעים לרפא את עצמם. במאמר בכתב העת Advanced Functional Materials הם מראים כיצד חומרים המכונים “פרובסקיטים כפולים” מתקנים פגמים הנוצרים בהם בעקבות חשיפה לקרינת אלקטרונים חודרת.
חומרים פרובסקיטים מוכרים למדע כבר יותר ממאה שנה, אך רק בשנים האחרונות התברר כי קבוצת פרובסקטים האלידיים מבוססי עופרת מאופיינים בתכונות אלקטרואופטיות ייחודיות המקנות להם יתרון עצום על פני סיליקון, למשל נצילות גבוהה בהמרת אנרגיית שמש לחשמל. הפרובסקיט זול לייצור משום שהוא מיוצר ומעובד בטמפרטורות נמוכות יחסית לסיליקון, ואפשר ליצור ממנו יריעות גמישות שסוללות דרך למגוון רחב של יישומים. לפרובסקיטים כפולים יתרון סביבתי, שכן הם עשויים לייתר את השימוש בעופרת, שהיא מתכת רעילה מאוד, המשולבת כיום בהתקנים פרובסקיטים להמרת אנרגיה.
קבוצת המחקר של ד”ר בקנשטיין מתמחה בגידול גבישי פרובסקיט ננומטריים וביצירה של משטחי פרובסקיט בעלי תכונות פיזיקליות מיוחדות. במחקר המתואר ב- Advanced Functional Materials ייצרו חוקרי הטכניון גבישים ננומטריים בתהליך קצר ופשוט באוויר הפתוח, תוך חימום החומר ל-100 מעלות צלזיוס. החוקרים עקבו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים חודר אחר הגבישים וגילו כי קרן האלקטרונים העוצמתית של המיקרוסקופ יצרה בהם פגמים בדמות חללים פנימיים זעירים.
היווצרות החור על פני השטח של החלקיק ותנועתו פנימה לתוך החלקיק. התמונה והסרטון מבוססים על עיבוד ממוחשב של צילומים שנעשו במיקרוסקופ אלקטרונים חודר.(Bekenstein lab)
החוקרים ראו כי החללים האמורים נעים בסביבות מרכז החלקיק אך נמנעים מלנטוש את המרכז לעבר קצותיו, כאילו חומה נסתרת חוסמת את דרכם החוצה. על סמך צילום עשרות סרטוני וידאו וניתוחם הממוחשב הצליחו החוקרים לייצר תמונה של הדינמיקה המתקיימת בגביש בזמן אמת. הם גילו כי החללים האמורים נוצרים על פני השטח של הגביש, כאשר קרן האלקטרונים מעיפה אטומים מהחומר, אולם לאחר היווצרותם הם נודדים אל נקודות שיווי משקל בתוך הגביש. נדידה זו, מסבירים החוקרים, נובעת מסיבות אנרגטיות הקשורות בנוכחותן של מולקולות אורגניות המכסות את פני השטח של הגביש. כאשר הם סילקו את אותן מולקולות נדדו החללים אל פני השטח של הגביש, והאזור הפנימי של הגביש התגבש חזרה באופן ספונטני למצבו הראשוני, נטול הפגמים.
במילים אחרות: הגביש ריפא את עצמו.
תגלית זו מהווה צעד חשוב בהבנת המנגנונים המאפשרים לננו-חלקיקים פרובסקיטים לרפא את עצמם וסוללת את הדרך לשילובם של חומרים אלה בתאים סולאריים ובהתקנים אלקטרונים אחרים.
המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, רשות החדשנות הישראלית, ות”ת (מלגת אלון), מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון ומרכז הקוונטום ע”ש הלן דילר בטכניון.
למאמר בכתב העת Advanced Functional Materialsלחצו כאן
מחקר חדש של מכון המחקר והחדשנות של מכבי KSM בראשות ד”ר טל פטלון והטכניון מראה כי האפקטיביות של מנת הבוסטר בהורדת העומס הנגיפי דועכת תוך חודשים. במחקרים קודמים נמצא כי העומס נגיפי קשור ככל הנראה לסיכוייו של נדבק להדביק אחרים, כך שככל שהעומס הנגיפי נמוך יותר, עולים סיכויי ההדבקה.
פרופ’ רועי קישוני
לדברי ד”ר טל פטלון, מנהלת מכון המחקר והחדשנות של מכבי “לאור התפשטות זן האומיקרון מומלץ מאד לאוכלוסיות בסיכון לוודא כי הן פועלות על פי המלצות מערכת הבריאות״, אומרת ד”ר טל פטלון. ״עלינו, החוקרים ואנשי מערכת הבריאות, להמשיך לעקוב אחר התפשטות המחלה, השלכותיה לטווח הקצר והארוך, והאמצעים לנהל אותה בחכמה״.
לדברי פרופ’ רועי קישוני מהפקולטה לביולוגיה בטכניון ״במחקרים קודמים ראינו שהחיסון והבוסטר לא רק מקטינים את הסיכוי למחלה אלא מצמצמים גם את העומס הנגיפי בגופו של מי שנדבק, ובכך ככל הנראה מצמצמים הידבקויות נוספות באוכלוסייה. עם זאת, בעבודה הנוכחית ראינו שהגנה זו של החיסון מפני עומס נגיפי גבוה דועכת תוך חודשים ספורים לאחר הבוסטר, בדומה לירידה שראינו לאחר המנה השנייה. תוצאות אלה רומזות על ירידה משמעותית ביעילות החיסון כנגד העברת הנגיף, וייתכן שירידה זו משפיעה על התפשטות הווירוס בקהילה.״
מתן לוין-טיפנברוןד”ר עידן ילין
זהו מחקר שישי בנושא הקורונה במסגרת העבודה המשותפת בין החוקרים. המחקר הובל על-ידי ד”ר טל פטלון וד”ר סיון גזית ממכון המחקר והחדשנות במכבי בשיתוף פעולה עם פרופ’ קישוני, מתן לוין-טיפנברון וד”ר עידן ילין מהמרכז הבין תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי בפקולטה לביולוגיה בטכניון.
המחקר נערך על נתונים מותממים (אנונימיים- ללא פרטי זיהוי) באישור ועדת הלסינקי וכלל מעל ל-21,000 בדיקות חיוביות של חברי מכבי מעל גיל 20. התקופה שנחקרה היתה בין ה-28 ביוני ל-29 בנובמבר 2021, חמישה חודשים במהלכם היה זן הדלתא הזן הדומיננטי בישראל, טרם תחילת התפשטות האומיקרון.
החוקרים מציינים כי למחקר כמה מגבלות. ראשית, המחקר מתייחס אך ורק לאפקט של הבוסטר על העומס הנגיפי ואינו בוחן יעילות במניעת מחלה; כלומר הוא לא קובע כי ההגנה מפני הידבקות דועכת במידה דומה. שנית, אף שעומס ויראלי הוא אינדיקציה נפוצה לנוכחות הנגיף, המתאם בין עומס ויראלי ליכולת הדבקה אינו מבוסס במלואו. שלישית, הבדלים בהתנהגות הציבור עשויים להשפיע על העיתוי שבו אנשים נבדקים, ומכיוון שעומס נגיפי קשור לזמן שלאחר ההדבקה, הבדלים כאלה עשויים להטות את תוצאות המחקר. החוקרים מתכננים להמשיך ולעקוב אחרי נתוני העולם האמיתי ( (Real world data ולבצע מחקרי המשך באוכלוסיות שונות.
עם פתיחתה של שנת 2022 מכהנות בטכניון, לראשונה, שבע דיקניות בעת ובעונה אחת. זוהי אבן דרך חשובה במאמץ מתמשך לשיפור הייצוג המגדרי בקמפוס
מ-1 בינואר 2022 מכהנות בטכניון, לראשונה, שבע דיקניות בעת ובעונה אחת – שתי דיקניות כלל טכניוניות וחמש דיקניות פקולטיות. לדברי נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, “ההישג שבכהונתן של שבע דיקניות בעת ובעונה אחת בולט כשמתחשבים במיעוט היחסי של נשים במקצועות ההנדסה, המדע והמדעים המדויקים בארץ ובעולם. דיקניות אלה יהוו השראה ומודל לחיקוי לצעירות השואפות לקריירה באותם תחומים.”
שש מתוך שבע הדיקניות בטכניון
שבע הדיקניות החדשות הן פרופ’ אילת פישמן, דיקנית הסטודנטים,פרופ’ סתוית אלון-שלו, דיקנית לימודי המשך ולימודי חוץ, פרופ’ מרסל מחלוף, דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון,פרופ’ גיטי פריי, דיקנית הפקולטה למדע והנדסה של חומרים,פרופ’ עדית קידר, דיקנית הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי,פרופ’ יעל מנדל-גוטפרוינד, דיקנית הפקולטה לביולוגיה ופרופ’ טלי טל, דיקנית הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה.
הישגים משמעותיים אלה מהווים אבני דרך במאמץ המתמשך להרחבת הגיוון בקמפוס, מהלך ששיאו באישור סנט הטכניון (יולי 2021) הצהרה על חתירה לייצוג הולם בסגל האקדמי: “שערי הטכניון פתוחים לחברות ולחברי סגל אקדמי ומינהלי ולתלמידות ולתלמידים מכל מגדר, מוצא, דת ולאום. הטכניון מכיר בערכו של מגוון אנושי לקיום סביבה חברתית אשר מעודדת סקרנות, דמיון, יצירתיות, מיצוי יכולות וחשיבה ביקורתית תוך חתירה לאמת. חברי וחברות הסגל האקדמי של הטכניון, הסנט והנהלת המוסד מודעים להיעדר ייצוג מגדרי הולם בעת הזו (שנת 2021) – שיקוף של נסיבות היסטוריות, תרבותיות וחברתיות – ומתחייבים להמשיך ולפעול ללא לאות לתיקון המצב: העשרת המגוון האנושי וטיפוח ייצוג מגדרי הולם בכל רמות הארגון, תוך הקפדה על איכות ואמות מידה אקדמיות שוויוניות.”
אקדמיה טובה יותר. המהלך האמור החל בהקמת ועדה ייעודית שהקים פרופ’ אורי סיון עם כניסתו לתפקיד נשיא הטכניון יחד עם פרופ’ אילת טל, יועצת הנשיא לקידום נשים במדע ובהנדסה. הוועדה נועדה להציע דרכים להגדלת ייצוג הנשים בסגל האקדמי הבכיר, בוועדות, בתפקידים המשפיעים ובהנהלת הטכניון. לדברי נשיא הטכניון, “מהלך זה נבע מתוך הכרה בכך שגיוון בכלל, וגיוון מגדרי בפרט, חשובים למדע ולמחקר טובים יותר, לאקדמיה טובה יותר ולחברה טובה, מכבדת והוגנת יותר.”
ההצהרה ההיסטורית שאישר סנט הטכניון היא אחת ההמלצות של הוועדה לבדיקת הייצוג המגדרי בסגל האקדמי בטכניון.
הוועדה ביססה את המלצותיה על בחינת נתונים, משאלי רוחב וראיונות עומק והצביעה על כך שלמרות השיפור המתמשך בייצוג נשים בסגל הטכניון ובהנהלה, הדרך עוד ארוכה. לייצוג החסר של נשים בסגל האקדמי הבכיר יש סיבות רבות ובהן חוויית הלמידה בחטיבות הביניים ובבתי הספר התיכוניים, תרבות בכלל ותרבות ארגונית בפרט וציפיות אישיות ומשפחתיות.
“האתגר של הטכניון בנושא זה גדול משל מוסדות אחרים באקדמיה הישראלית משום שתחומי הליבה שלו – טכנולוגיה והנדסה – הם תחומים המאופיינים מאז ומתמיד בייצוג נמוך של נשים,” אמרה פרופ’ אילת טל, יועצת הנשיא לקידום נשים במדע ובהנדסה. “הוועדה התמקדה בהיבטים הניתנים לשינוי בתוך הטכניון בטווח הקרוב, כלומר בתוך שנה, והגדירה שלושה כיווני פעולה עיקריים: הגדלת מספר הפונות למשרות סגל אקדמי ומספר הנענות בחיוב להצעה; הגדלת מספר הנשים בהנהלה, בוועדות ובתפקידי מפתח; ושיפור האקלים הארגוני ומניעת הטיות בלתי מודעות. בין השאר ממליצה הוועדה על מינוי סגנית לנשיא לנושא גיוון והקמת יחידה לגיוון מגדרי, מגזרי ואחר בטכניון. חלק מהמלצות הוועדה כבר יושמו בשנה החולפת.”
בוועדה לבדיקת הייצוג המגדרי בסגל האקדמי בטכניון השתתפו פרופ’ אבינעם קולודני מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי; פרופ’ אורית חזן מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה; ד”ר אירית אידן חברת הוועד המנהל של הטכניון; פרופ’ אשרף בריק מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך; פרופ’ יעל שדמי מהפקולטה לפיזיקה; ד”ר ליאת מעוז, יועצת הנשיא לתכנון אסטרטגי; ומנכ”ל מוסד נאמן, פרופ’ עירד יבנה מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב.
חברות סגל חדשות. בשנת תשפ”ב הצטרפו לסגל האקדמי בטכניון 27 חברי סגל חדשים, שליש מהם נשים – מספר גבוה מבעבר. חברות הסגל החדשות הן ד”ר נעמה לנג-יונה מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית; ד”ר שירה וילקוף מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים, ד”ר שרלוט ווגט וד”ר רננה פורן מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך, ד”ר הילה פלג וד”ר שרה קרן אייזנשטיין מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב, ד”ר אנה קסלמן מהפקולטה לפיזיקה וד”ר דנה הררי וד”ר עטר הרציגר מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול.
בכל החזיתות. המאמץ לשיפור הייצוג בקמפוס ניכר גם בחזיתות נוספות. בעבודה מאומצת של פרופ’ שמעון מרום, המשנה לנשיא הטכניון לעניינים אקדמיים, עלה הייצוג הנשי לכ-40% בוועדות המינויים החשובות האחראיות על קידומים וקביעות לסגל האקדמי. גם בקרב הסטודנטים גדל הייצוג הנשי – 44% מהסטודנטים שהתחילו השנה את לימודיהם בטכניון הן נשים, והאחוז הכולל של סטודנטיות בתואר הראשון בטכניון עלה ל 42%.
רוח חדשה באקדמיה. השינויים הנוכחיים בטכניון עולים בקנה אחד עם ” תוכנית קו המשווה – התוכנית הרב-שנתית להוגנות מגדרית באקדמיה” שמפעילה המועצה להשכלה גבוהה. המועצה הכריזה על הגדלת מלגות לדוקטורנטיות ופוסט-דוקטורנטיות מצטיינות ועל פרסי הצטיינות למוסדות אקדמיים שיצטיינו בהוגנות מגדרית. צעדי המועצה נובעים מ”מגמת המספריים” הקיימת באקדמיה הישראלית (אך לא בטכניון): אף שבשלבי הלמידה באקדמיה שיעור הנשים קרוב למחצית, בראש הפירמידה – דרגת פרופסור מן המניין – הן אינן מיוצגות כראוי. פרופ’ יפה זילברשץ, יו”ר ות”ת לשעבר, אמרה כי התוכנית נועדה לקדם נשים באקדמיה בדגש על סגל בכיר. לדבריה, “מערכת ההשכלה הגבוהה בנויה על גיוס כוח אדם איכותי להוראה ולמחקר, וככל שיותר נשים ישתלבו בתפקידים בכירים, כך אפשר יהיה להרחיב את המעגל ולמקסם את ההון האנושי הישראלי, לתועלתן האישית ולתועלת החברה והאקדמיה.”
סגל חדש – ברוכים הבאים, טכנולוגיה חדשנית ליצירת אופטיקה אפילו בחלל, שתל בהדפסה אישית לשיקום אוזניים, לאבנה טבעונית והפלסטר החכם שמעדכן את הסלולר ועוד מחקרים ופריצות דרך מבית הטכניון.
הטכניון ערך בתחילת החודש ערב חגיגי לכבוד 27 החוקרים שהצטרפו לאחרונה לסגל האקדמי בטכניון. נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר כי עבורו, אישית, זה ערב מרגש במיוחד, שכן בדיוק לפני 30 שנה הוא עצמו הצטרף לטכניון כחבר סגל בפקולטה לפיזיקה. “רוב התעשייה הישראלית התחילה כאן בטכניון,” אמר הנשיא לחברי הסגל החדשים, “והתמיכה במדינה, בכלכלתה ובביטחונה היא חלק מהדי-אן-איי הטכניוני. הטכניון ידע תמיד להתחדש ולהמציא את עצמו מחדש, וכעת, לקראת שנת ה-100 לפתיחת הכיתה הראשונה, אנחנו שואלים את עצמנו שוב כיצד צריך להיערך למאה הבאה. ברוכים הבאים, ואני מאחל לכם שתשתלבו היטב במשפחת הטכניון.”
המשנה לנשיא לעניינים אקדמיים, פרופ’ שמעון מרום, בירך את חברי הסגל החדשים ואמר להם: “עשרים ושבעה מדעניות וּמדענים שנבררו בקפידה, אחת לאחת, אחד לאחד, משום שעברם מוכיח את יכולתם לתרום למימוש ייעודו של הטכניון, כלומר, לתרום להפצה וקידום הדעת בדרך המחקר, הקניית ערְכֵי חינוך לתלמידים ושירות למדינת ישראל, מישקה ואוכלוסייתה. נטמנו באדמתנו זרעים טובים השנה, והנוף שייראה כאן בעוד עשור ויותר יהיה נופם של העצים שיתפתחו מהזרעים הללו.
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון עם חברות הסגל החדשות. (ד”ר דנה הררי חסרה בתמונה)
הוא הוסיף ואמר, “אני מאחל לנו שנדע להקנות להם ידיעה שהטכניון הוא מקום; לא כתובת לוגית, לא כתובת IP בפרוטוקול תקשורת אינטרנטית, אלא מקום באמת, כיכר ממשית שבה רוחשת המיה אקדמית, אינטלקטואלית, מחקרית וחינוכית. ואני מאחל לנו שנצליח להבטיח לחוקרים החדשים סביבת עבודה שבה תרבות הדיבור וההתנהגות מכבדת כל אדם, סביבה שמעודדת ביקורת והטלת ספק, סביבה שמאפשרת הבעת דעות ללא חשש.”
אלה חברי הסגל החדשים שהצטרפו לשורות הטכניון: ד”ר נעמה לנג-יונה מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית; ד”ר שירה וילקוף, ד”ר דוידה שאומן, ארכ’ יונתן נתניאן וד”ר גיא אוסטרן מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים; ד”ר מיכאל לוי, ד”ר יצחק רייזל וד”ר דן ברכה מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון; ד”ר אסף זינגר מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון; ד”ר דוד גלבווסר, ד”ר שרלוט ווגט וד”ר רננה פורן מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך; ד”ר הילה פלג וד”ר שרה קרן אייזנשטיין מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב; אנה קסלמן מהפקולטה לפיזיקה; ד”ר עומרי רם וד”ר כריסטיאן גרוסלר מהפקולטה להנדסת מכונות; ד”ר אריאל רפפורט, ד”ר חיים אבן זוהר, ד”ר ארז נשרים וד”ר נדב דים מהפקולטה למתמטיקה; ד”רבן אנגלהרד מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט; ד”ר דנה הררי, ד”ר יבגני ברזק וד”ר עטר הרציגר מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול; ד”ר אלחנדרו כהן מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי; וד”ר דסטין לזרוביץ מהמחלקה ללימודים הומניסטיים. במפגש השתתפו גם שני חברי סגל שהצטרפו בסמסטר אביב תשפ״א – ד”ר לואי ח׳ורי וד”ר יונתן קלהורה; שניהם מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים.
החוקרים מציגים בכתב העת Biosensors and Bioelectronics שיטה חדשה לייצור חשמל ישירות מאצות ים. השיטה פותחה בשיתוף פעולה בין תוכנית האנרגיה והפקולטות לכימיה, לביולוגיה ולהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון וחברת חקר ימים ואגמים לישראל (חיא”ל).
השימוש המסורתי בדלקי מאובנים כרוך בזיהום סביבתי רב ותורם לתופעות אקלימיות חריגות שאנו עדים להם ואשר מדאיגים את העולם כולו. יתר על כן – גם תהליך ייצורם של דלקים אלה מזיק לסביבה. זה הרקע לפיתוחן של טכנולוגיות חדשות לייצור אנרגיה מתחדשת וידידותית לסביבה.
אחת הגישות המבטיחות, שמעסיקה קבוצות מחקר רבות כבר עשרות שנים, היא שימוש בתאי דלק מיקרוביאליים. תאים אלה מתבססים על יכולתם של חיידקים מסוימים לפלוט אלקטרונים; הצבתן של מושבות חיידקים כאלה בקרבת אלקטרודה בתא מאפשרת לייצר חשמל. לשיטה זו שני חסרונות בולטים: העלות הכלכליתוהסכנה הבריאותית שכרוכות בגידול כמויות גדולות של חיידקים בתוך התאים האלקטרוכימיים.
בעקבות זאת נולדה טכנולוגיה אחרת: תאים ביו-פוטו אלקטרוכימיים. גם כאן, בדומה לתאי הדלק המיקרוביאליים, המקור ליצירת החשמל בשיטה זו הוא חיידקים, אלא שהפעם מדובר בציאנובקטריה (הידועות גם כאצות כחוליות): חיידקים המסוגלים לבצע פוטוסינתזה כמו צמחים. עם זאת, לציאנובקטריה מגבלות משלהן: ראשית, בניגוד לתאים מיקרוביאליים, ציאנובקטריה אינן מייצרות אלקטרונים בחשיכה, שכן תהליך הפוטוסינתזה מתרחש רק בנוכחות אור. שנית, כדי לייצר כמות חשמל משמעותית, המתחרה בטכנולוגיות כגון תאים סולריים או תאי דלק מבוססי מימן, נדרשת כמות עצומה של ציאנובקטריה, כלומר שטחים גדולים ויקרים.
יניב שלוסברג
במחקר הנוכחי מציגה קבוצת חוקרים משלוש פקולטות בטכניון ומחיא”ל ייצור חשמל ממקור ימי אחר: אצות ים (seaweeds). את המחקר הובילו פרופ’ נעם אדיר והדוקטורנט יניב שלוסברג מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך ותוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון, בשיתוף פעולה עם עמיתיהם ד”ר טונדה טות מהפקולטה לכימיה; פרופ’ גדי שוסטר, ד”ר דוד מאירי, המשתלמים נמרוד קרופניק ובנימין איישנבאום מהפקולטה לביולוגיה; ד”ר עומר יחזקאלי והמשתלם מתן מאירוביץ’ מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון; וד”ר אלוארו ישראל מחיא”ל בחיפה.
הפיתוח הראשוני של השיטה הניב זרם חשמל גדול פי אלף ויותר מזה שהופק מציאנובקטריה – רמה המתקרבת לזרמים המיוצרים בתאים סולריים. לדברי פרופ’ אדיר, היעילות הגבוהה נובעת משני גורמים עיקריים: קצב הפוטוסינתזה המהיר של אצות הים, ובראשן האצה הים תיכונית הירוקה הנקראת Ulva, והמליחות הגבוהה של מי-הים המתפקדת ביעילות כאלקטרוליט – הנוזל המוליך בתא האלקטרוכימי. מלבד זאת, בניגוד לתאים אלקטרוכימיים המבוססים על ציאנובקטריה, אצות הים מסוגלות לייצר חשמל ביום וגם בלילה; בשעות האור מתקבלת האנרגיה בעיקר מתהליך הפוטוסינתזה, ואילו בשעות החושך היא מגיעה ממולקולות שהאצה מפרישה שמקורם בתהליך הנשימה. מולקולות אלה, הקרויות “מתווכות אלקטרונים”, מוסרות אלקטרונים לאלקטרודה של התא הביו-אלקטרוכימי ליצירת חשמל.
פרופ’ גדי שוסטר
לשימוש באצות ים לייצור חשמל יתרונות רבים. הן גדלות במהירות ואפשר לגדל אותן בים או במתקנים ביבשה, כמעט ללא צורך במים מתוקים ובאדמות חקלאיות.
שיטות לייצור אנרגיה נחלקות לשתי קטגוריות כלליות: המזהמות ביותר הן טכנולוגיות Carbon positive, הכרוכות בתהליכי שריפה ופליטת פחמן, פוגעות באטמוספרה ותורמות להתחממות הגלובלית; וטכנולוגיות Carbon neutral, למשל תאים סולריים, שפעילותן אינה כרוכה בפליטת פחמן (אם כי הייצור והשינוע שלהן אכן מזהמים).
השיטה החדשה שמציגים חוקרי הטכניון מייסדת למעשה קטגוריה חדשה: Carbon negative. לא זו בלבד שהיא אינה כרוכה בפליטת פחמן; בתהליך הפוטוסינתזה נספג פחמן ונפלט חמצן – תהליך התורם לאטמוספרה. מלבד זאת, השימוש באצות לייצור חשמל בדרך זו אינו פוגע בקצב גידול האצה ולכן מאפשר שימוש מקביל בה לצרכים אחרים בתעשיות המזון, הרפואה והקוסמטיקה.
ד”ר אלוארו ישראל
“מרתק לגלות כיצד צץ רעיון מדעי,” אומר הדוקטורנט יניב שלוסברג, שהגה את הקונספט המקורי. “הפילוסוף המפורסם ארכימדס הגה את מה שנקרא כיום ‘חוק ארכימדס’ בבית המרחץ, ואצלי זה קרה כששחיתי בים, בתקופה שבה חקרתי את האפשרות של ייצור חשמל בשימוש בציאנובקטריה. על אחד הסלעים ראיתי פתאום אצה שהזכירה לי חוט חשמל, אז אמרתי לעצמי – הרי גם האצה מבצעת פוטוסינתזה, אולי נוכל לייצר ממנה חשמל. הפיתוח שנולד מאותו רעיון, בעבודה משותפת של חוקרים מקבוצות שונות בטכניון ומחיא”ל, הוביל כעת למאמר מדעי ואני מאמין שהוא צפוי לחולל מהפכה טכנולוגית משמעותית בשוק האנרגיה.”
חוקרי הטכניון בנו אבטיפוס ראשוני של תא אלקטרוכימי המציג את הטכנולוגיה האמורה. לדברי פרופ’ אדיר, “באמצעות האבטיפוס הדגמנו הפקת כמויות חשמל משמעותיות ישירות מאצות ים. אנו מאמינים כי שכלולים נוספים של השיטה יגבירו עוד את ייצור הזרם החשמלי ויסללו לראשונה את הדרך לפיתוח פתרונות עתידיים לייצור אנרגיה ירוקה בתאים ביו-אלקטרוכימיים.”
למאמר בכתב העת Biosensors and Bioelectronicsלחצו כאן
לאחר שנתיים של ירידי תעסוקה וירטואליים נערך היום יריד התעסוקה בטכניון במתכונת פיזית, תוך שמירה קפדנית על הנחיות התו הירוק. ביריד השתתפו נציגים מ-68 חברות מובילות במשק הישראלי.
את יריד התעסוקה מארגנת היחידה להכוון קריירה בלשכת דיקן הסטודנטים. דיקנית הסטודנטים פרופ’ אילת פישמן אמרה, בסיור עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון ויו”ר אס”ט החדשה ליבי מנש, כי ” מרגש לראות את השתתפותן של כל כך הרבה חברות ביריד. יריד התעסוקה מפגיש בין החברות המובילות בישראל לבין הסטודנטים והבוגרים. מפגש זה מהווה במקרים רבים מנוף להתפתחות אישית ומקצועית של הסטודנטים ולקשרי עבודה עתידיים. הבוגרים והבוגרות שלנו מהווים את עמוד השדרה של התעשייה האזרחית והביטחונית ושל המגזר הציבורי בישראל. רבים מהם שהגיעו היום לגייס סטודנטים סיפרו על השמחה הגדולה שלהם לחזור לטכניון. יריד התעסוקה הוא הזדמנות עבור הסטודנטים להיחשף לשוק העבודה, ועבור החברות זוהי הזדמנות לקלוט הון אנושי איכותי ומוכשר המתאים לדרישותיהן.”
“יריד התעסוקה של הטכניון מהווה מבחינתנו את אחת מנקודת המפגש הראשונות שלנו עם דורות העתיד של המהנדסים והמהנדסות המוכשרים שיעצבו ויפתחו את מוצרי העתיד,” אמרה יעל אבירם רוזנפלד, מנהלת הגיוס של אנבידיה ישראל. “שמחנו להכיר ולשוחח עם סטודנטים וסטודנטיות שהביעו עניין רב בהתנסות ראשונה בעולם התעסוקתי ולהציע להם את האפשרות להזניק את הקריירה המקצועית שלהם.”
חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת בון ערכו ניסוי המשיב על השאלה הבאה: מה מגביל את מהירות החישוב של מחשבים קוונטיים? תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Science Advances.
מחשבים קוונטיים הם מכשירים מתוחכמים מאוד שפעולתם מבוססת על המכניקה הקוונטית, מה שמאפשר להם לעבד בעיות שהמחשב הקלאסי אינו יכול להתמודד איתן כלל; אולם אפילו מחשוב קוונטי מוגבל בכמות המידע שהוא יכול לעבד במשך זמן נתון.
את המידע הנאגר במחשבים קלאסיים אפשר להמשיל לרצף ארוך של 0 ו-1, הביטים הקלאסיים של מידע, שמהווים את מרכיבי החישוב הבסיסיים.
מחשבים קוונטיים פועלים אחרת: המידע מאוחסן בביטים קוונטיים, או קיוביטים, הדומים יותר לגל מאשר לערכים בדידים. קיוביט אינו 0 או 1 אלא שילוב שלהם – סופרפוזיציה. כשפיזיקאים מדברים על המידע המאוחסן בקיוביטים הם מדברים על פונקציות גל.
דפוס פעולה זו מאפשר למחשב הקוונטי לבצע חישובים רבים בעת ובעונה אחת, מה שכמובן מאיץ את ביצועי המערכת. ועדיין, גם על עיבוד המידע במחשב הקוונטי יש מגבלת מהירות – גבול המהירות הקוונטית (QSL). מהו הגבול הזה? בכך עסק המחקר שנערך בטכניון ובאוניברסיטת בון.
כבר באמצע המאה הקודמת הסיקו הפיזיקאים הסובייטים לאוניד מנדלשטם ואיגור תַם, על סמך חישובים תאורטיים, את גבול המהירות של חישוב במערכת קוונטית מורכבת; המחקר הנוכחי מאשש את הניבוי התאורטי שלהם אך גם מוסיף ממצאים חדשים.
לדברי ד”ר אנדראה אלברטי, שהוביל את המחקר במכון לפיזיקה יישומית באוניברסיטת בון, “אפשרנו לאטומי צסיום (cesium) בודדים לנוע באופן מבוקר כמו גולות בקערת אור ועקבנו אחר התנהגותם.”
מנקודת הראות הקוונטית, אטומים מתוארים כגלי חומר. במסעו לתחתית קערת האור, גל החומר עובר שינוי המשפיע על המידע הקוונטי שהוא נושא. קבוצת המחקר ביקשה לגלות מהו השלב המוקדם שבו מתרחש שינוי מובחן, כלומר שינוי שאפשר לזהותו, שכן נקודת זמן זו תוכל לשמש ראייה ניסויית לגבול מנדלשטם-תם. אילו היו אלה גולות רגילות המתגלגלות על דופן של קערה אמיתית הכול היה פשוט – על פי מיקומיה של הגולה בהפרשי זמן נתונים היה אפשר לשחזר את הרגע שבו יצאה לדרך; אולם בעולם הקוונטי דברים פועלים אחרת, שכן בכל מדידה של מיקום האטום נקבל תוצאה מעט אחרת, וזו אינה טעות במדידה אלא תוצאה של תכונות המכניקה הקוונטית. “לכן,” מסביר ד”ר אלברטי, “במקום לנסות לקבוע את מיקומו ואת צורתו של גל החומר פיתחנו שיטה חדשה שקובעת באופן ישיר את השינוי שאנו מחפשים – את סטייתה של הגולה הקוונטית ממצבה הראשוני.”
“לשם כך,” מסביר גל נס, המחבר הראשי במאמר ודוקטורנט בהנחייתו של פרופ’ יואב שגיא בפקולטה לפיזיקה בטכניון, “יצרנו עותק של גל החומר של האטום כך שהיו לנו למעשה שני עותקים של אותו מצב. באמצעות הבזקי אור מהירים השגנו לראשונה סופרפוזיציה קוונטית של שני העותקים.”
כשאחד משני העותקים של גלי החומר גולש במורד קערת האור, גל החומר השני כבר נמצא בתחתית קערת האור שלו ולכן הוא נשאר במקומו וכבר אינו יכול לזוז או להשתנות. בשלב מסוים מאפשרים החוקרים לשני העותקים הזהים להתמזג זה בזה ואז, באמצעות השוואה בין מצביהם הקוונטיים בנקודות זמן מסוימות, הם הצליחו לחלץ את גבול המהירות המבוקש – משך הזמן המינימלי לשינוי המובחן בגל החומר.
באמצעות שינוי הגובה הראשוני שממנו האטום מתדרדר בקערת האור הצליחו הפיזיקאים לשלוט לא רק באנרגיה הממוצעת אלא גם באי-הוודאות האנרגטית של האטום.
נזכיר כי עיקרון אי-הוודאות של הייזנברג קובע כי אי אפשר לקבוע בעת ובעונה אחת את מיקומו של חלקיק ואת התנע שלו (שממנו נגזרת מהירותו); אי-ודאות אנרגטית פירושה שאי אפשר לקבוע בעת ובעונה אחת את הפרש הזמן בין שני אירועים קוונטיים ואת הפרשי האנרגיה ביניהם. לדברי פרופ’ שגיא, “במחקר הנוכחי הצלחנו להראות כי כפי שצפו מנדלשטם ותם, הזמן המינימלי להתרחשות של אותו שינוי מובחן בגל החומר תלוי ברמת אי-הוודאות האנרגטית של האטום; זמן זה מתקצר ככל שאי-הוודאות האנרגטית גדלה.”
במחקר אוששה תופעה נוספת שנחזתה תאורטית על ידי נורמן מרגולוס ולב לוויטין ב-1998: מרגע שאי-הוודאות האנרגטית גדלה עד שעברה את האנרגיה הממוצעת של גל החומר, דווקא האנרגיה הממוצעת היא שמכתיבה את גבול המהירות של המערכת. לדברי ד”ר אלברטי, “זו הפעם הראשונה ששני גבולות המהירות נמדדו במערכת קוונטית מורכבת – ובאותו ניסוי.”
החוקרים מסכמים בכך שמחשבים קוונטים אכן יוכלו לפתור בעיות במהירות חסרת תקדים, אולם גם מהירות זו תהיה מוגבלת; כעת נוכל לדעת בדיוק בכמה היא מוגבלת, וזאת על סמך שני הגבולות שאומתו במחקר הנוכחי. למחקר השלכות בתחומים עתידיים רבים ובהם מחשוב קוונטי בוזוני, סימולציות קוונטיות ואטומטרוניקה (אלקטרוניקה המבוססת על אטומי גז קוונטי).
המחקר מומן על ידי קרן ריינהרד פרנק בשיתוף אגודת ידידי הטכניון בגרמניה, קרן המחקר הגרמנית (DFG), מרכז הקוונטום ע”ש הלן דילר בטכניון והשירות הגרמני לחילופים אקדמיים (DAAD).
לדברי ראש התוכנית פרופ’ יועד צור, “תוכנית האנרגיה חרתה על דגלה את קידום מחקר האנרגיה תוך הגדלת שיתופי פעולה בין דיסציפלינות שונות, ולכן פתחנו את יום המחקר לכלל המשתלמים שעוסקים באנרגיה בקמפוס הטכניון.”
תמונה קבוצתית של המשתתפים ביום המחקר
בין הסטודנטים המציגים נערכה תחרות, ואלה הם הזוכים בפרס הראשון: אליהו פרבר פיתח שיטות חדשות לייצור מדויק של חומרים פחמניים נקבוביים. חומרים אלה רלוונטיים לספקטרום רחב של יישומים ובהם סוללות, קבלי-על ותאי דלק. ענבל אופן-פולק פיתחה תהליך לאלקטרוליזה של שתן – תהליך העשוי לשמש באבחון רפואי, במיחזור פסולת אורגנית ואפילו בהנעת תאי דלק. שני הזוכים בפרס הראשון הם דוקטורנטים בתוכנית האנרגיה, שעורכים את המחקר שלהם בהנחיית ד”ר דוד איזנברג מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך.
גם בפרס השני זכו שני דוקטורנטים: אמה מססה מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, שפיתחה בהנחיית ד”ר יהונדב בקנשטיין שיטה לשיפור תכונותיהם של פרובסקיטים – חומרים חדשים המשמשים בייצור אנרגיה סולרית; ורונה רונן-מנוקובסקי מהפקולטה להנדסת מכונות, המפתחת בהנחיית פרופ’ מתי סאס פתרונות לאחסון אנרגיה בסדר גודל משמעותי.
בנוסף לפרסים לדוקטורנטים ניתן פרס אחד למגיסטר (סטודנט לתואר שני). בפרס זכה יוסף (ג’ואי) קסל מהפקולטה להנדסת מכונות, המפתח בהנחיית פרופ’ כרמל רוטשילד טכנולוגיה לייצור יעיל וידידותי של אנרגיה סולרית.
הסטודנטים הזוכים. מימין לשמאל: יוסף (ג’ואי) קסל, אמה מססה, רונה רונן-מנוקובסקי, אליהו פרבר וענבל אופן-פולק
הזוכים במקומות הראשונים יציגו את מחקריהם ביום המחקר הכלל-טכניוני למשתלמים ע”ש ג’ייקובס שיתקיים ב-19 בינואר.
בנוסף להצגת מחקריהם של הסטודנטים התקיימו שלוש הרצאות על מחקרים בתוכנית האנרגיה:
ייצור מימן ירוק בטכנולוגיה חדשנית – פרופ’ אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. הטכנולוגיה החדשנית פותחה יחד עם פרופ’ גדעון גרדר מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון.
סוללות זרימה חדשניות – מחקר של הדוקטורנטית רונה רונן-מנוקובסקי, בהנחיית פרופ”ח מתי סאס מהפקולטה להנדסת מכונות.
השפעה על תווך נקבובי באמצעות לחצי זרימה – מחקר של המסטרנט ארנולד בכרך בהנחיית ד”ר יניב אדרי מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית.
פרופ’-מחקר נתן רוזן, מייסד הפקולטה לפיזיקה בטכניון, הגיע לישראל אחרי קריירה מדעית מרשימה. כבר בגיל 22 פרסם רוזן שני מאמרים חשובים, שאחד מהם ניבא את קיומו של החלקיק נייטרון והאחר הציג חישוב של מודל של מולקולת המימן. כעבור ארבע שנים בלבד, כלומר בגיל 26, הוא פרסם יחד עם אלברט איינשטיין ובוריס פודולסקי את EPR, אחד המאמרים המצוטטים ביותר בתולדות המדע. בהמשך פיתחו איינשטיין ורוזן את הקונספט שנקרא כיום “גשר איינשטיין-רוזן” או בשפה העממית והקולנועית “חור תולעת”. הרעיון הבסיסי: עיקום משמעותי של המרחב-זמן יכול לאפשר מעבר בין שתי נקודות הרחוקות זו מזו לאין שיעור.
המאמר ההיסטורי, שפורסם ב-15 במאי 1935 וזכה בכינוי EPR על שם שלושת מחבריו (Einstein–Podolsky–Rosen), עסק במה שהשלושה תפסו כליקוייה של הפיזיקה הקוונטית. על כותרתו – “האם תיאור קוונטום-מכני של המציאות הפיזיקלית יכול להיחשב שלם?” – הם השיבו בשלילה.
אחת הטענות במאמר הייתה שעל פי הפיזיקה הקוונטית, מניפולציה על חלקיק אחד תשפיע בה בעת על חלקיק אחר הנמצא במרחק עצום ממנו, וזאת בלי אינטראקציה פיזית ובלי העברת מידע; לכן, טען איינשטיין, מדובר ב”מעשה כשפים במרחב” (spooky action at a distance). את תשובתו של נילס בוהר, שהוכתר בפרס נובל על תרומותיו למכניקה הקוונטית, כינה איינשטיין “פלפול תלמודי”.
כעבור שלושה עשורים, בשנת 1962, הראה הפיזיקאי האירי ג’ון בל כי את המחלוקת איינשטיין-בוהר אפשר להכריע באופן ניסויי, והניסויים שנערכו בשנים הבאות הראו כי “פעולה מרחוק” אכן מתרחשת בחלקיקים שזורים.
לדברי פרופ’-אמריטוס יוסי אברון, לשעבר דיקן הפקולטה לפיזיקה בטכניון, “פרדוקס EPR הוביל לתובנה עמוקה יותר של האופי המהפכני של מכניקת הקוונטים. איינשטיין ביקש תיאוריה שתתאר מציאות פיזיקלית שאינה מותנית בהתערבות של הצופה. זה המצב בפיזיקה קלאסית, שבה המדידה חושפת מציאות קיימת: אמריקה התקיימה גם לפני שקולומבוס גילה אותה. בעולם הקוונטי, מנגד, התערבותו של הצופה משפיעה על מצב המערכת ולכן אינה חושפת מציאות קיימת אלא מייצרת מציאות חדשה. איינשטיין ביטא את אי-הנחת שלו באופן ציורי כשאמר לידידו וכותב הביוגרפיה שלו, אברהם פייס: האם אתה באמת מאמין שהירח קיים רק כאשר אתה מסתכל בו?
איינשטיין גם לא אהב את העובדה שהאקראיות במכניקה קוונטית אינה הייתה תוצאה של חוסר מידע, והוא ביטא זאת בטענה שאלוהים אינו משחק בקוביות.
ראש המחלקה לפיזיקה פרופ’ נתן רוזן (משמאל) עם לואיס מקסימון מפילדלפיה מול “מכון אינשטיין לפיסיקה” בטכניון, אוגוסט 1960
נתן רוזן נולד בברוקלין ב-22 במרץ 1909, שנתיים אחרי שהוריו נמלטו מרוסיה מוכת הפוגרומים. כשהיה בן 11 מת עליו אביו והמשפחה עברה לבוסטון. בגיל 25 בלבד, עם תואר דוקטור בכיסו, הוא החל לעבוד בפרינסטון, שם קיווה, יפגוש את אלברט איינשטיין הנודע. לימים סיפר בראיון ל”מעריב” (5 במרץ 1954) כי “ככל איש מדע היה גם חלומי להיפגש, ולו לדקות ספורות, עם איינשטיין. אף שעבדתי איתו במוסד אחד [פרינסטון] דחיתי את הפגישה מיום ליום, עד שאזרתי עוז ונכנסתי לחדרו. הוא קיבלני בחביבות לבבית כאילו היינו מיודעים ותיקים. למחרת פגשני בחצר האוניברסיטה ואמר לי: ‘אדם צעיר, התסכים לעבוד יחד איתי?’ הייתי כהמום מאושר, ואיני יודע עד היום מה הייתה זכותי לשאת חן בעיניו.”
המציאות, אם כן, הייתה נדיבה יותר מהחלום הצנוע, וד”ר רוזן היה לאסיסטנט של איינשטיין במכון למחקרים מתקדמים בפרינסטון, שם הבשיל גם מאמר EPR.
בעידודו של איינשטיין רוזן קיבל משרה באוניברסיטת קייב, משם כתב למורו ורבו: “כאן אני מרגיש שצריכים אותי, שאני חשוב, וכדי להרוויח את לחמי איני זקוק לתמיכה של אנשים קטנים הנמצאים בעמדות בכירות.” ג’ו, בנם הבכור של נתן וחנה, נולד בקייב ב-1937. כעבור שנתיים נולד הבן השני, דוד.
תוך זמן קצר הבין רוזן כי חלומותיו על העולם הסובייטי מתנפצים על סלעי המציאות. הוא הרגיש היטב את המגבלות שהטיל המשטר על המחשבה. “[שם] התעניינו כולם בתיאוריות של איינשטיין, אולם אחר כך בא מישהו וטען כי תורה זו נוגדת למטריאליזם הדיאלקטי, ואז החלה האווירה להיות דחוסה קצת.” בעקבות זאת, ולאחר שרבים מעמיתיו בקייב נעצרו על ידי המשטר הקומוניסטי, הוא חזר לארצות הברית ועבד ב-MIT ובאוניברסיטת צפון קרוליינה.
בשנת 1953 נענה פרופ’ רוזן לקריאתו של נשיא הטכניון דאז, רא”ל (מיל’) יעקב דורי, ועלה לישראל כדי להצטרף לסגל הטכניון. כאן הוא מילא תפקיד מרכזי בהפיכתו של הטכניון מ”בית ספר טכני” למוסד מדעי טכנולוגי בעל שם עולמי. הוא היה דיקן בית הספר לתארים מתקדמים, דיקן הפקולטה למדע, ראש המחלקה לפיזיקה (לימים פקולטה) וראש המחלקה להנדסה גרעינית. בשנת 1977 התמנה בטכניון לפרופסור-מחקר – הדרגה האקדמית הגבוהה ביותר.
פרופ’ רוזן תרם רבות גם מחוץ לחוג הטכניון. הוא היה ממייסדי האקדמיה הלאומית למדעים, האגודה הישראלית לפיזיקה והחברה הבין-לאומית ליחסות כללית וכבידה. כדי לסייע בפיתוחה של אוניברסיטת בן גוריון הוא עשה שם תקופה כדיקן הפקולטה להנדסה בשנים 1971-1969.
בטכניון הוא הנחה תלמידים רבים ובהם פרופ’ אשר פרס, גם הוא מעמודי התווך של הפקולטה לפיזיקה. פרופ’ רוזן זכה בפרסים רבים ובהם פרס ויצמן במדעים מדויקים (1968), פרס ע”ש מיכאל לנדאו (1975) ותואר ד”ר כבוד מטעם אוניברסיטת בן גוריון.
נתן רוזן הלך לעולמו ב-18 בדצמבר 1995. עמיתיו מספרים שהוא עבד עד יומו האחרון. עם איינשטיין הוא שמר על קשר במשך שנים רבות אחרי שעלה לישראל, ובראיון ל”מעריב” (5 במרץ 1954) העיד כי איינשטיין אמר לו ש”ברצון הייתי עולה לישראל אלמלא הייתי זקן כל כך” וש”הטכניון הזה הוא משהו נפלא. וגם מדינת ישראל יש לה עתיד בלתי רגיל, עתיד גדול!”
התמונות באדיבות הארכיון ההיסטורי של הטכניון ע”ש יהושע נסיהו
