פרופ' יוסף אמרי, חתן פרס וולף, הוא חלוץ בחקר המערכות המקשרות בין העולם הקוונטי למציאות הגדולה שסביבו
הניח את היסודות אפילו למיחשוב קוונטי. פרופ' אמרי | צילום: מכון ויצמן למדע
פרס וולף בפיזיקה יוענק השנה לפרופ' יוסף אמרי מהמחלקה לחומר מעובה בפקולטה לפיזיקה של מכון ויצמן למדע. הפרס נחשב לעתים בקהילה המדעית כמבשר הזכייה בפרס נובל – 14 מ-26 חתני פרס וולף בפיזיקה זכו לאחר מכן גם בנובל. פרופ' אמרי הוא מחלוצי הפיזיקה המזוסקופית, העוסקת בחקר מערכות בתחום הביניים: לא אטום יחיד אך גם לא מערכת פיזיקלית "גדולה". בדרך כלל אלה מערכות שגודלן עומד על מיקרומטרים אחדים (אלפיות המילימטר) לכל היותר, כלומר לא הרבה יותר מרוחבה של שערת אדם.
בין סדרי גודל
תיאוריות רבות בפיזיקה מצליחות לתאר תופעות ואובייקטים מסדר גודל אחד, אך לא מסדרי גודל אחרים. המכניקה הניוטונית שפותחה במאה ה-17, מתארת למשל היטב את עולמנו ואת התנועה של גופים בו כל עוד הם אינם קטנים מדי ואינם נעים במהירות גבוהה מדי המתקרבת למהירות האור. לעומת זאת, כדי לתאר את התנהגותם של גופים קטנים מאוד, כמו אטום יחיד, צריך להשתמש בכלים של המכניקה הקוונטית.
המערכות המזוסקופיות פועלות על התפר שבין הקטן והגדול. הן קטנות מספיק כדי שיושפעו מתופעות קוונטיות, אך גדולות מספיק כדי שיהיה אפשר למדוד אותן בכלים מקובלים, כמו מדידות של זרם חשמלי ומתח חשמלי. עבודותיו של אמרי עסקו בין השאר בהשפעות של חוסר הסדר בגבישים על תכונות ההולכה החשמלית שלהם, שמושפעות מתהליכים קוונטיים ואפשר למדוד אותן בכלים מהעולם ה"רגיל".
ממחקר למסחר
מחקריו של פרופ' אמרי הניחו רבים מהיסודות שעל בסיסם מתפתחת ההבנה של מערכות בתחום הביניים הזה. בסוף שנות ה-60, כשהתחיל במחקריו, עוד לא הייתה היכולת הטכנולוגית לייצר בקלות התקנים מורכבים וקטנים. כיום, בזכות ההתפתחות המסחררת בתחומי המיקרואלקטרוניקה, שבב מחשב בגודל של ציפורן מכיל מאות מיליוני התקנים חשמליים זעירים והטכנולוגיה בשלה למערכות מזוסקופיות. כיום אפשר לייצר מערכות מורכבות בממדים זעירים ולצפות בהן בתופעות רבות לצורך מחקר טהור.
בה בעת, טכנולוגיית המזעור מאפשרת לייצר התקנים שימושיים, שכדי לתכנן אותם ולהבינם יש להשתמש בכלים שמבוססים על הבנת העולם המזוסקופי. סנונית ראשונה להתקנים שימושיים מהסוג הזה הוא המחשב הקוונטי המסחרי הראשון שמשווקת חברת DWAVE. במחשב הזה יש שבב שמאפשר ביצוע חישובים קוונטיים הנמדדים במערכת חשמלית, הישג טכנולוגי מרשים, שנשען בין השאר על עבודותיו של פרופ' אמרי.
גל וינר, דוקטורנט במחלקה לפיזיקה מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
