|   15:07:40
דלג
מועדון VIP
להצטרפות הקלק כאן
בימה חופשית ב-News1
בעלי מקצועות חופשיים מוזמנים להעביר אלינו לפרסום מאמרים, מידע בעל ערך חדשותי, חוות דעת מקצועיות בתחומים משפט, כלכלה, שוק ההון, ממשל, תקשורת ועוד, וכן כתבי טענות בהליכים בבית המשפט.
דוא"ל: vip@news1.co.il
כתבות מקודמות
כתיבת המומחים
אפל ווטש: מהפכת הטכנולוגיה על פרק כף ידך
קבוצת ירדן
כיצד להכין בבית שייקים מיין
איור המדגים את קווי השדות המגנטיים של שני אלקטרונים המסודרים כך שהספינים שלהם מכוונים לכיוונים הפוכים [באדיבות דוברות מכון ויצמן למדע]

מדידה בהפרעה

מדעני מכון ויצמן למדע פיתחו שיטה המגבירה את הרעשים המגנטיים, והראו כי התגובה המגנטית ההדדית בין שני אלקטרונים תואמת את הצפוי משני מגנטים גדולים
18/12/2014  |   מכון ויצמן למדע   |   כתבות   |   מכון ויצמן   |   תגובות
   רשימות קודמות
  טלפון שבור
  עננים במעבדה

דמיינו לעצמכם כדור טניס הקופץ לגובה ולכל מיני כיוונים, בכל פעם למרחק גדול פי מיליון מקוטרו, כ-70 קילומטרים, או כ-400 מגדלי עזריאלי העומדים אחד על השני. ברור כי אין כל סיכוי למדוד את גודל הכדור תוך כדי צפייה בו במשקפת: הקפיצות העצומות יוצרות "רעש רקע" אשר מפריע למדידה. אסטרטגיה חכמה אחת יכולה לעזור - אפשר להצמיד את הכדור באופן קבוע אל מכשיר מדידה, וכך הכדור והמכשיר יקפצו ביחד, ה"רעש" ינוטרל, ואפשר יהיה למדוד את הכדור ללא כל הפרעה.

זה הוא בדיוק ה"טריק" בו השתמשו פיסיקאים ממכון ויצמן למדע. כפי שדווח באחרונה בכתב-העת המדעי Nature, הם הצליחו למדוד אינטראקציות בין שני המגנטים הקטנים ביותר - שני אלקטרונים בודדים - לאחר שניטרלו רעש מגנטי חזק פי מיליון מהאות אותו ביקשו למדוד.

"ידוע זה למעלה ממאה שנה כי האלקטרון אינו רק חלקיק נקודתי בעל מטען חשמלי", אומר ראש צוות המחקר, ד"ר רועי עוזרי, מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות. "לאלקטרון יש תכונה הקרויה ספין, סוג של כיווניות, והוא כולל שני קטבים מגנטיים הפוכים, כך שלמעשה הוא מגנט מאורך זעיר". ברגיל, כאשר מקרבים שני מגנטים מאורכים זה לזה, הקטבים הזהים שלהם דוחים זה את זה, אך כאשר המגנטים יכולים להסתובב סביב הציר באופן חופשי, הם יסתובבו עד שהקטבים ההפוכים שלהם ייצמדו. אך מה קורה בממד הננו - האם שני אלקטרונים יתנהגו בצורה זהה?

"הופתענו מאוד לגלות, שאיש לא בחן את השאלה הזאת", אומר ד"ר שלומי קוטלר, שביצע את המחקר בהיותו סטודנט במכון בהנחייתו של ד"ר עוזרי, יחד עם ד"ר ניצן אקרמן, ד"ר ניר נבון וד"ר ינון גליקמן. במהרה התברר מדוע הניסוי מעולם לא נערך - חקר הכוחות המגנטיים בין שני אלקטרונים מהווה אתגר מורכב ביותר. כאשר האלקטרונים סמוכים זה לזה, למשל בתוך אטום רגיל, פועלים עליהם כוחות הגוברים על הכוח המגנטי. כאשר האלקטרונים מרוחקים זה מזה אומנם הופך הכוח המגנטי לדומיננטי, אך במונחים אבסולוטיים עדיין מדובר בכוח חלש, והוא נעלם בתוך הרעש המגנטי הסביבתי הנובע מקווי חשמל, מציוד מעבדה, ומהשדה המגנטי של כדור-הארץ.

המדענים התגברו על הקושי באמצעות "טריק" הלקוח מחישובים קוונטיים, תחום מחקר השואף לבנות מחשבים אשר יאחסנו מידע ביחידות הקרויות ביטים קוונטיים. אחד המועמדים המצוינים לביטים כאלה הוא הספין של האלקטרונים. בהתאם לחוקי המכניקה הקוונטית, הביט הקוונטי יכול להתקיים בשני מצבים בעת ובעונה אחת - אפס ואחד. הודות לתכונה מופלאה זו יהיו מחשבים קוונטיים, אם אכן ייבנו יום אחד, בעלי עוצמה אדירה. אולם, תכונה זו גם הופכת את המידע הקוונטי ללא יציב, מפני שהספין של האלקטרונים רגיש מאוד להשפעות מגנטיות סביבתיות.

אחד ה"טריקים" שבעזרתם מגינים על המידע הקוונטי מפני השפעות כאלה הוא קיבוע שני אלקטרונים כך שהספינים שלהם מכוּונים לכיוונים מנוגדים, וכתוצאה מכך, הרעש המגנטי החיצוני אינו מפריע לאינטראקציות ביניהם. השפעות הסביבה מתאזנות מפני שהספינים הם בעלי עוצמה זהה, בכיוונים הפוכים - בדיוק כפי שהקפיצות של כדור הטניס מנוטרלות באמצעות הקיבוע שלו למכשיר המדידה.

מדעני המכון השתמשו בשיטה זו כדי למדוד אינטראקציות מגנטיות בין אלקטרונים. הם בנו מערכת שבה שני יונים של סטרונציום, כל אחד בעל אלקטרון חופשי אחד, קוררו כמעט לאפס המוחלט, וקובעו במרחק 2 מיקרונים (מיליוניות מטר) זה מזה. במרחק זה, שהוא עצום במונחי העולם הקוונטי (אם האלקטרונים היו מייצרים שדה מגנטי זהה לזה של כדור-הארץ, המרחק ביניהם היה שקול בערך לפי עשרה מהמרחק לירח), האינטראקציות המגנטיות בין האלקטרונים החופשיים הן חלשות מאוד. עם זאת, מאחר שהספינים שלהם הפוכים, האינטראקציות האלה אינן מושפעות מהרעש המגנטי, ואפשר למדוד אותן בדיוק מרבי. המדידות נמשכו 15 שניות - זמן רב פי עשרות אלפים מאלפיות השניות בהן הצליחו מדענים לשמר מידע קוונטי עד עתה.

המדידות הראו, כי התגובה המגנטית ההדדית של האלקטרונים תואמת בדיוק את הצפוי משני מגנטים גדולים בהתאם למודל הסטנדרטי - כלומר תורת החומר המקובלת כיום בפיסיקה. הקטבים הצפוניים שלהם דחו זה את זה והסתובבו סביב צירם עד שהקטבים ההפוכים שלהם התקרבו. האינטראקציות המגנטיות נחלשו ביחס לחזקה שלישית של המרחק, גם זאת בהתאם למודל הסטנדרטי.

ממצאים אלה הם בעלי חשיבות, מפני שהכרת ההתנהגות של חלקיקים אלמנטריים חיונית להבנת חוקי הטבע. יתר על כן, שיטת המדידה החדשה עשויה לתרום לתחומי מחקר נוספים, כגון פיתוח שעונים אטומיים או חקר מערכות קוונטיות, שאת התכונות שלהם קשה לגלות בסביבה רועשת.

פורסם במקור: מכון ויצמן למדע, מסע הקסם המדעי
השתתפו ביצירת הכתבה חברי צוות המחלקה לתקשורת, מכון ויצמן למדע.
תאריך:  18/12/2014   |   עודכן:  18/12/2014
מכון ויצמן למדע
מועדון VIP להצטרפות הקלק כאן
פורומים News1  /  תגובות
כללי חדשות רשימות נושאים אישים פירמות מוסדות
אקטואליה מדיני/פוליטי בריאות כלכלה משפט סדום ועמורה עיתונות
מדידה בהפרעה
תגובות  [ 1 ] מוצגות   [ 1 ]  לכל התגובות        תפוס כינוי יחודי            
כותרת התגובה שם הכותב שעה    תאריך
1
אהרון שחר
19/12/14 20:36
פורום: מכון ויצמן כתוב הודעה
תגובות בפייסבוק
ברחבי הרשת / פרסומת
רשימות קודמות
שוב הצליל המוכר הזה, עוד הודעה. מתלבטת אם לגשת לפלאפון, הרי אין שום מקרה חרום, וקבעתי לעצמי שעות. אז די... אלא שהפעם זה שונה: "נשמח לעזרתכן מחר בבוקר בין השעות 7-8 לקחת זוג מאלעד לתל השומר".
17/12/2014  |  שיפי חריטן  |   כתבות
"מקס בארץ האגדות" הוא מחזמר לילדים ולכל המשפחה, המוכיח שוב שניתן להפיק מופעים קסומים גם לילדים באורח מקצועי, מהנה ותרבותי. המופע בתיאטרון הספרייה, מיסודו של בית צבי, ברמת גן, מלוהק עם נבחרת שחקנים-זמרים-רקדנים, כולם בוגרי בית צבי והם מוכיחים כי מחזמר ומופע מושקע ואיכותי ראוי ויאה לדור הצעיר, הגודש את האולמות בחגים. הבמאי והכוריאוגרף אלדר גרויסמן הפליא ללוש את להקת השחקנים והתוצאה היא מלבבת ונעימה וגדושה במחיאות כפיים מהקהל הצעיר שישב מרותק ובשקט לאורך כל ההצגה.
17/12/2014  |  חיים נוי  |   כתבות
מחקרה החדש של ד"ר אילנה קופמן, מהמחלקה לסוציולוגיה, מדע המדינה ותקשורת באוניברסיטה הפתוחה, "הקומוניסטים והמלחמה ב-1948: פ.ק.פ-מק"י והליגה לשחרור לאומי", שיצא לאור ב-2014 בקובץ על פוליטיקה במלחמה מטעם מכון יד בן-צבי, מבקש לשפוך אור על מפלגה אחת שפעלה מחוץ למחנה, ומשום כך עוררה לאורך השנים עניין מועט יחסית בציבוריות הישראלית. ד"ר קופמן מנסה לערער על הדעה המקובלת, שלפיה הדבקות האורתודוקסית של המפלגה הקומוניסטית במשנתה האידיאולוגית, הציבה בפניה מחסום ומנעה ממנה לנסות ולהתאים עצמה למציאות המשתנה. לטענתה, בתוך מחנה הקומוניזם הארצישראלי התחולל מאבק יצרי מרתק, שבו היו תהפוכות אידיאולוגיות ומאבקי כוח עזים, לא פחות מאשר במפא"י ההיסטורית.
17/12/2014  |  מגזין ידיאופ  |   כתבות
תאי הגוף שלנו נדרשים לזכור מידע רב. כפי שידוע כבר עשרות שנים, הזיכרון הגנטי שלהם מהימן להפליא. רמת הטעויות, או המוטציות, בדנ"א, אשר מתרחשות תוך כדי חלוקת התאים, היא נמוכה ביותר, ועומדת על אחת מתוך מיליוני או אפילו מיליארדי אותיות גנטיות. זוהי הסיבה לכך שכל התאים בגופנו משמרים באופן מושלם את הגנים שנמסרו להם מהביצית המופרית במהלך ההתפתחות העוברית. אולם, כפי שדווח באחרונה בכתב-העת המדעי Nature, מדעני מכון ויצמן למדע מצאו כעת כי הזיכרון האפיגנטי של התאים, כלומר הזיכרון שאינו מקודד בדנ"א, מכיל רמה גבוהה להפתיע של טעויות.
17/12/2014  |  מכון ויצמן למדע  |   כתבות
רבים מאיתנו קמים בבוקר עם עיניים אדומות, מגרדות, יבשות ולעיתים עם עפעפיים נפוחים. רובנו התרגלנו לחיות עם התופעה המטרידה ולייחס אותה לגורמים שונים, אך ייתכן שמתחת לריסים שלנו התפתחה דלקת עפעפיים (Blepharitis), אחת המחלות השכיחות באוכלוסייה בכלל ובקרב הפונים לרופא עיניים בפרט.
17/12/2014  |  פרופ' אור קיזרמן  |   כתבות
עננים במעבדה  /  מכון ויצמן למדע
הרס עצמי  /  מכון ויצמן למדע
רואים את האור  /  מכון ויצמן למדע
בלוגרים
דעות  |  כתבות  |  תחקירים  |  לרשימת הכותבים
אורי מילשטיין
אורי מילשטיין
חיקוי כושל של צה"ל את צבאה של גרמניה הנאצית; רב-אלוף חיים לסקוב ואלוף ישראל טל - אבות השריון של צה"ל; מיתוסים על מהלכי השריון של צה"ל במלחמות; השפעה שלילית של צה"ל, האנטי-אינטלקטוא...
דן מרגלית
דן מרגלית
היועצת המשפטית קרעה הלילה את מסכת הצביעות והרמייה והשטיקים והטריקים של בנימין נתניהו ושריו ובעיקר החרדים שבהם    בהרב-מיארי אמרה למאיר פרוש ולמגעילים שעימו כי צריך להגן על האומה ולה...
איתמר לוין
איתמר לוין
עם חיוך תמידי והמון סבלנות ואנושיות, חוי טוקר מנהלת בנינוחות דיוני חדלות פרעון - אם כי לעיתים תכונות אלו גורמות לה לאפשר לעורכי דין להאריך מדי ואף לנהל שיחות ממש מתחת לדוכן
לרשימות נוספות  |  לבימה חופשית  |  לרשימת הכותבים
הרשמה לניוזלטר
הרשמה ל-SMS
ברחבי הרשת / פרסומת
ברחבי הרשת / פרסומת
News1 מחלקה ראשונה :  ניוז1  |   |  עריסת תינוק ניידת  |  קוצץ ירקות מאסטר סלייסר  |  NEWS1  |  חדשות  |  אקטואליה  |  תחקירים  |  משפט  |  כלכלה  |  בריאות  |  פנאי  |  ספורט  |  הייטק  |  תיירות  |  אנשים  |  נדל"ן  |  ביטוח  |  פרסום  |  רכב  |  דת  |  מסורת  |  תרבות  |  צרכנות  |  אוכל  |  אינטרנט  |  מחשבים  |  חינוך  |  מגזין  |  הודעות לעיתונות  |  חדשות ברשת  |  בלוגרים ברשת  |  הודעות ברשת  |  מועדון +  |  אישים  |  פירמות  |  מגשרים  |  מוסדות  |  אתרים  |  עורכי דין  |  רואי חשבון  |  כסף  |  יועצים  |  אדריכלים  |  שמאים  |  רופאים  |  שופטים  |  זירת המומחים  | 
מו"ל ועורך: יואב יצחק © כל הזכויות שמורות     |    שיווק ופרסום ב News1     |     RSS
כתובת: רח' חיים זכאי 3 פתח תקוה 4977682 טל: 03-9345666 פקס מערכת: 03-9345660 דואל: New@News1.co.il