היום לפני:
הישראלי הראשון שזהר בשמי הפיזיקה

"פרופ' יואל רקח הובא למנוחות בירושלים", הודיעה כותרת קטנה בעמוד השני של עיתון הצופה, שפורסם בראשית ספטמבר 1965. בהמשך הידיעה סופר כי "בדברי הספד צוין בהערכה מפעלו הגדול של המנוח בשדה המחקר ובפיתוח שיטות פיזיקליות אשר קנו להם שביתה בעולם המדע בכללו, וכן הוזכר כי פרופ' רקח היה מחלוצי מדע האטום בישראל..."

המילים המעטות האלה רחוקות מלתאר את מלוא הקריירה המדעית המרשימה של הפיזיקאי הישראלי המוביל יואל רקח, שנגדעה בטרם עת כשהלך לעולמו בגיל 56 בלבד בתאונה ביתית אומללה.

רקח בצעירותו. מתוך ארכיון אוניברסיטת פיזה | ויקיפדיה, נחלת הכלל

שושלת מדעית מפוארת

מדעי הטבע הם לפעמים עניין משפחתי, ויש שיגידו שריטה שעוברת בגנים. המיתוס לגבי משפחות יהודיות מייחס את נתיבי ההצלחה לאמא האולטימטיבית שדואגת ותומכת, כדי שהילד יהיה יום אחד לשם דבר ויביא גאווה לאמא שלו. כזו הייתה משפחת פאנו (Fano) היהודית-איטלקית – משפחה עשירה ומיוחסת, שהעמידה שלושה מדענים נכבדים ומצליחים – ג'ינו, שהיה חלוץ בגיאומטריה אלגברית, ושני בניו, הפיזיקאי אוגו ומדען המחשב רוברט, שהיגרו בהמשך לארצות הברית.

הזיקה למדע לא פסחה גם על הצלע השנייה של המשפחה. אחותו של ג'ינו פאנו, פּיה, נישאה לאדריאנו רקח (Racah), ובחווה המשפחתית בשולי העיר פיזה הם גידלו את בניהם ג'וליו, שנולד ב-9 בפברואר 1909, ואחיו הצעיר אוגו. האווירה הטוסקנית הכפרית שבה גדל ג'וליו השאירה בו את חותמה לכל חייו, ובעיקר תדבק במבטא שלו, שהלך איתו לכל שפה שבה דיבר.

בנעוריו נשלח ג'וליו לגימנסיה ההומניסטית בפירנצה, והשלים את לימודיו שם בהצטיינות. אולם ג'וליו הצעיר נמשך יותר למספרים, וכשהגיעה השעה להמשיך ללימודים גבוהים הוא נרשם ללימודי פיזיקה באוניברסיטת פירנצה. היו אלה שנות ה-20 של המאה הקודמת,  מכניקת הקוונטים הייתה אז בחיתוליה, ותגליות חשובות צצו בה בזו אחר זו. הייתה זו תקופה טובה וסביבה עשירה לחקור בה את המדע המתפתח הזה, במיוחד באירופה.

באיטליה התגבשו אז שתי קבוצות מחקר מובילות בחקר הקוונטים, ששיתפו ביניהן פעולה: קבוצתו של אנריקו פרמי (Fermi) פעלה באוניברסיטת רומא וקבוצתו של אנריקו פרסיקו (Persico) באוניברסיטת פירנצה. התמזל מזלו של רקח הצעיר, והוא זכה לעבוד עם שניהם.

כבר כסטודנט החל ג'וליו רקח לקנות לעצמו שם באקדמיה האיטלקית. עבודת הדוקטורט שלו, שאותה עשה בהנחיית פרסיקו, עסקה ביחסי הגומלין בין אור וחומר על בסיס הפורמליזם הקוונטי שניסח פרמי. ב-1930, בגיל 21 בלבד, הגיש את עבודת הדוקטורט, ואף פרסם מאמר על תיאוריית האלקטרודינמיקה הקוונטית, העוסקת בפן הקוונטי של שדות אלקטרומגנטיים וביחסי הגומלין שלהם עם החומר.

באותה תקופה היה מחסור משמעותי במשרות מחקר במוסדות האקדמיים האיטלקיים, כך שכאשר פרמי נזקק לעוזר שיסייע לו בתפקידו כמזכיר הוועדה האיטלקית לפיזיקה, רקח קפץ על המציאה. קשרי החברות שנרקמו בין השניים נמשכו כל חייהם. רקח החל בינתיים להתעמק בספקטרוסקופיה – תחום פיזיקלי שמשתמש ביחסי הגומלין בין חומר לאור כדי לנתח את תכונות החומר, על בסיס רמות האנרגיה הבדידות או הרציפות שלו, כך שהעיסוק בו דורש הבנה מעמיקה של התיאוריה הקוונטית.

הזמין את רקח לסייע לו בעבודתו כמזכיר הוועדה האיטלקית לפיזיקה. אנריקו פרמי בשנת 1943 לערך | ויקיפדיה, נחלת הכלל

רוחות מלחמה

פרמי עמד על כך שכל החוקרים בקבוצתו ישתלמו במחקר מחוץ לאיטליה, כך שרקח יצא לציריך בשווייץ ושהה שם שנה כפוסט-דוקטורנט של הפיזיקאי היהודי וולפגנג פאולי, מאבות מכניקת הקוונטים. בתום השנה שב רקח לפירנצה והתמנה למרצה לפיזיקה תיאורטית, בגיל 23 בלבד. ב-1937 כבר קיבל משרת פרופסור חבר באוניברסיטת פיזה. כל אותו זמן הוא המשיך לעסוק בספקטרוסקופיה, בעיקר סביב אפקט זימן, שהוא פיצול של רמות אנרגיה שמתרחש כשמשרים שדה מגנטי על חומר, וסביב הסימטריה בין חלקיקים לאנטי-חלקיקים.

שנות ה-30 היו קשות ליהודי איטליה. אף שהרודן הפשיסטי בניטו מוסוליני עלה לשלטון כבר בראשית שנות ה-20, עקרונות המשטר הפשיסטי שמוסוליני עיצב לא הונחו כלל על ידי אידיאולוגיה אנטישמית. אולם אחרי עליית הנאציזם בגרמניה ב-1933 השתנה המצב: הברית האסטרטגית בין מוסוליני למשטרו של אדולף היטלר הלכה והתהדקה, עד שב-1938 הוחלו חוקי הגזע גם בארץ המגף.

החוקים החדשים אסרו בין השאר על יהודים ללמד באוניברסיטאות, ורקח, שתפס את עצמו כאיטלקי שורשי, איבד את משרתו ואת זכויותיו האזרחיות. עם זאת, הוא היה ציוני נלהב, וגם ביקר כמה שנים קודם לכן בארץ ישראל, כך שלנוכח המצב הוא החליט לעלות ארצה. כך קרה שממש רגע לפני תחילת מלחמת העולם השנייה ירדו הוא ואימו מהאונייה שהביאה אותם לארצם החדשה, פלשתינה-א"י. רקח השאיר אחריו באיטליה חברים רבים, ואת רעיונותיו המדעיים, שהצי האיטלקי לא היסס לנצל כדי לפתח מכשיר אופטי שסייע לו לפגוע באוניות הצי הבריטי ולרכוש עליונות ימית בים התיכון, עד שפיתוח המכ"ם היטה מחדש את הכף לטובת בעלות הברית.

מאבות מכניקת הקוונטים, אירח את רקח לפוסט דוקטורט במעבדתו. וולפגנג פאולי | ויקיפדיה, נחלת הכלל

ארץ חמדת אבות

גם שיקול מקצועי משמעותי עמד בבסיס החלטתו של רקח לעלות לארץ. האוניברסיטה העברית חיפשה בנרות, במשך כעשור, פיזיקאי בעל שם עולמי שיצטרף לשורותיה. האוניברסיטה הייתה מוסד דל תקציב במונחים של ימינו, ומאחר שרקח היה אדם אמיד הם הרשו לעצמם להציע לו משרה בשכר סמלי בלבד.

וכך, בעידודו של חיים ויצמן, וכשהוא מצויד בהמלצותיהם החמות של פרמי, פאולי וגם אלברט איינשטיין, לא התקשה רקח לקבל משרה של פרופסור באוניברסיטה העברית. הוא אימץ את השם הפרטי העברי יואל, וכעבור זמן לא רב פגש את מי שהפכה חיש מהר לרעייתו, זמירה לבית מני – משפחת אצולה ירושלמית שהעמידה שופטים, מדענים ואישי ציבור רבים. בהמשך נולדו להם הבת אראלה והבנים אליהו ואמנון.

בעיה אחת קטנה העיבה על ראשית דרכו באוניברסיטה העברית: העברית עצמה. כדי להתגבר על פער השפה הוא נכח בהרצאות שנתן עמיתו, שמואל סמבורסקי, ולמד את כל מושגי הפיזיקה בעברית. בשנת הלימודים הבאה, שהחלה באוקטובר 1940, הוא כבר העביר שורה של קורסים בשפת הקודש.

השתלבותו בחיי האקדמיה הארצישראלית הייתה מהירה לאין שיעור. אף על פי שמלחמת העולם השנייה השאירה אותו מבודד, הרחק ממרכזי המחקר הגדולים באירופה, זו הייתה התקופה שבה קנה לעצמו שם עולמי. בשנות ה-40 פרסם רקח שורה של מאמרים חלוציים, ששילבו בספקטרוסקופיה עקרונות של סימטרייה – קשר שכיום נראה בלתי ניתן להפרדה.

על קצה המזלג נספר כי מבנה האטום מאפשר מעברים מסוימים בין מצבים של האלקטרון שמותרים מבחינה סימטרית ואוסר מעברים אחרים, וקשה מאוד להבחין בהם במדידות ספקטרוסקופיות. רקח היה זה שניסח בשפת החבורות ובאמצעות מבנים מתמטיים שנקראים אַלְגֶּבְּרת לי (Lie algebra) את התחזיות שמכניקת הקוונטים מכתיבה עבור ספקטרומים אטומיים וגרעיניים, בצורה שמאפשרת לבחון אותם במעבדה.

סל הכלים התיאורטי שהיה מצוי בידי הפיזיקאים בתקופה ההיא היה דל למדי, ועל כן הניתוח הספקטרלי הוגבל לאטומים קטנים בלבד, שיש בהם שני אלקטרונים לכל היותר; רקח היה בין אלה שהובילו את התחום כמה צעדים קדימה והרחיבו את גבולותיו. תרומותיו התיאורטיות משתקפות עד היום בשני מושגים הקרויים על שמו – מקדמי רקח לחיבור תנע זוויתי ומשפט רקח על אַלְגֶּבְּרת לי. יש האומרים, במידה רבה של צדק, כי בשל תרומות אלה זכאי רקח לכינוי "אבי הספקטרוסקופיה המודרנית".

מצויד בהמלצותיהם של מדענים ידועי שם, לא התקשה לקבל משרת פרופסור באוניברסיטה העברית. יואל רקח | Photograph by Harris, Wikipedia

כוכב עולה

במקביל לפריחתו המקצועית התערה רקח בחיי היישוב העברי בתקופת המנדט הבריטי והשתלב היטב גם במוסדות מדינת ישראל, עם הקמתה. כבר בשנותיו הראשונות בארץ הוא התנדב לארגון "ההגנה", עבר קורס מפקדי כיתות במסגרתו, התגייס לצבא במלחמת השחרור ואף עמד בראש יחידת חיל המדע של צה"ל בהר הצופים.

ההכרה לא איחרה לבוא: ב-1946 מונה רקח לדיקן הפקולטה למתמטיקה ומדעי הטבע באוניברסיטה העברית; בשנות ה-50 הוא כבר נמנה עם גדולי הספקטרוסקופאים בעולם. מעמדו הבכיר בחוגים האקדמיים הבכירים אִפשר לו לארגן ועידות בינלאומיות, שנערכו בחלקן בארץ בהשתתפות גדולי הפיזיקאים של אמצע המאה ה-20 כמו נילס בוהר (Bohr), רוברט אופנהיימר וחברו הקרוב פרמי. את התורה הסדורה שפיתח פרסם באותה תקופה בספר "קבוצות טנזוריאליות בלתי פריקות", שכתב עם בן דודו אוגו פאנו.

ב-1958 זכה רקח בפרס ישראל למדעים מדויקים, ומעט לאחר מכן נבחר לחבר באקדמיה הלאומית הישראלית למדעים שזה אך הוקמה. ב-1961 החליטה האוניברסיטה העברית להפריד את תפקיד הרקטור מתפקיד נשיא האוניברסיטה. רקח, שכבר היה אז איש מִנהלה ותיק, נבחר לתפקיד החדש. בהמשך אף כיהן כנשיא האוניברסיטה בפועל.

קרוי על שם הפרופסור יואל רקח. מכון רקח באוניברסיטה העברית בירושלים | ויקיפדיה, נחלת הכלל

באוגוסט 1965 צוינו באמסטרדם מאה שנה להולדתו של הפיזיקאי פיטר זימן (Zeeman), מגלה אפקט זימן. רקח, שחקר רבות את האפקט, הוזמן לאירוע החגיגי. בדרכו להולנד הוא עצר לביקור מולדת בפירנצה. במהלך ביקורו שם אירע אסון – והוא נחנק ומת מנשימת גז שדלף ממערכת חימום ישנה.

מותו בטרם עת הִכּה בהלם את הקהילה המדעית העולמית והישראלית גם יחד. במהלך חצי יובל של פעילות מדעית ענפה הוא הדריך תלמידים רבים, שקנו לעצמם שם עולמי בזכות עצמם: ביניהם היו עמוס דה-שליט, מאבות תוכנית הגרעין הישראלית ומי שפעל רבות לקידום החינוך המדעי בישראל, וכן גבירול גולדרינג, גדעון יקותיאלי וישראל פלח שייסדו את המחלקה לפיזיקה גרעינית במכון ויצמן למדע. אורי גניאל ממכון ויצמן היה תלמידו לתואר שני. אחרים לא היו תלמידיו הישירים, אך עבדו איתו, קיבלו ממנו השראה וספגו ממשנתו המדעית, למשל המדענים יגאל תלמי (כיום בן 98), יששכר אונא, חנוך גוטפרוינד ושניאור ליפסון.

בשנת 1969 ניחתה על משפחת רקח מכה נוספת, כאשר הבת אראלה נהרגה ממכת חשמל בפריז. אלמנתו זמירה האריכה ימים ונפטרה ב-1996. האוניברסיטה העברית קראה על שמו את "מכון רקח לפיזיקה". שמו הונצח גם בחלל: מצפה הכוכבים ע"ש וייז במכתש רמון קרא על שמו לגוף קטן במערכת השמש שנקרא כיום Racah 137217, ואילו סוכנות החלל של ארצות הברית, נאס"א, נתנה את השם "רקח" לאחד ממכתשי הירח.

כיום אנו רגילים לראות פיזיקאים, מתמטיקאים, כימאים וביולוגים ישראלים רבים שמפרסמים מאמרים בכתבי העת המדעיים המובילים ומוזכרים במאמריהם של אחרים. קשה לנו לתפוס עד כמה נדיר היה המצב הזה עם קום המדינה. המכשולים שפרץ והדלתות שפתח עבורו ועבור אחרים מעמידים את הישגיו של יואל רקח באור מעורר השראה – שחורג אפילו מחשיבות ממצאיו המדעיים, המלווים אותנו עד היום.

מכתש בירח הקרוי על שם רקח, צולם מאפולו 17 ב-1972 | ויקיפדיה, נחלת הכלל

תודה לידידי ד"ר משה רשפון, מייסד גן המדע ע"ש קלור, על הרעיון לכתבה ועל קריאת הטיוטה. הכתבה מוקדשת לפרופ' יגאל תלמי בפרוס שנתו ה-99.