המדען ששם את מצרים על המפה

הסרטים שאנו רואים מורכבים מרצף של תמונות המתחלפות במהירות רבה. די במהירות של 24 תמונות בשנייה כדי לייצר אשליה של תנועה רציפה, אבל טכנולוגיות מודרניות עושות שימוש בקצב מהיר יותר, אפילו עד 300 תמונות לשנייה בשידורי ספורט איכותיים – קצב המאפשר להקרין גם הילוכים אטיים באיכות גבוהה מאוד. כל זה טוב ויפה בשביל לצלם בני אדם או בעלי חיים, אבל מה אם היינו רוצים לצלם ולתעד אירועים שמתרחשים בפרקי זמן קצרים הרבה יותר, כגון תגובות כימיות?

כדי שתגובה כימית תתרחש, חומרים שונים צריכים להתחבר זה לזה, ולעתים עליהם להתפרק קודם לכן, או לשנות את צורתם המקורית. במקרים רבים יש להשקיע אנרגיה כדי ששינוי זה יתרחש והמולקולות ייצאו ממצבן היציב למצב ביניים, ואז יתחברו למצב יציב חדש. תהליכים אלה מתרחשים בתוך פרקי זמן קצרים מאוד. מאוד. תגובה כזו יכולה להימשך, למשל, כ-50 פמטו-שניות (femtoseconds) – מיליארדית המיליונית של השנייה. היחס בין פמטו-שנייה לשנייה שלמה הוא בערך כמו היחס בין שנייה אחת ל-32 מיליון שנה. את השיטה לחקר תהליכים כאלה פיתח מדען מבריק שהעלה את ארץ מולדתו, מצרים, ואת העולם הערבי כולו על מפת המדע העולמית.

אחמד זווייל (Zewail, زويل) נולד בפברואר 1946 בדמנהור שבמצרים, אך גדל והתחנך באלכסנדריה. אביו התפרנס מתיקון אופניים ואופנועים בטרם השיג לעצמו משרת פקידות, ואמו הייתה עקרת בית שגידלה במסירות אותו ואת שלוש אחיותיו. מגיל צעיר התעניין זווייל במדעים, בעיקר במתמטיקה, בפיזיקה ובכימיה. אחרי התיכון התקבל לאוניברסיטת אלכסנדריה, זכה במלגת מצטיינים ללימודי כימיה, סיים בהצטיינות את התואר הראשון והמשיך לתואר שני, שבו עסק בספקטרוסקופיה, חקר ההרכב של חומרים בעזרת ניתוח הרכב האור שהם פולטים. זווייל ביקש להמשיך את לימודיו בחו"ל, אך בניגוד למצרים רבים שלמדו בשנים ההן בברית המועצות, העדיף להגיע לארצות הברית, וביצע את לימודי הדוקטורט שלו באוניברסיטת פנסילבניה, שם חקר תגובות כימיות מסוימות.

לאחר סיום הדוקטורט התלבט אם לחזור למצרים או לחפש משרה באירופה, אך בסופו של דבר נשאר בארצות הברית ועבר לאוניברסיטת ברקלי בקליפורניה. ב-1976 קיבל משרת מחקר במכון הטכנולוגי של קליפורניה, ושם עשה את פריצת הדרך המדעית החשובה ביותר שלו כאשר חקר לעומק כמה תגובות כימיות פשוטות יחסית, כגון התפרקות מולקולת נתרן יודי לאטומי נתרן ויוד. 

הבזקי אור קצרצרים שפתחו עולם חדש. זווייל (שני מימין) עם תלמידיו | צילום: המכון הטכנולוגי של קליפורניה

הבזק כפול
כדי לעשות זאת, השתמש זווייל בהבזקי לייזר קצרצרים, הנמשכים פמטו-שניות אחדות. בשיטה שפיתח עושים שימוש בשני הבזקים בזה אחר זה: הראשון מעניק למולקולה את האנרגיה הדרושה לתחילת התהליך, והשני מודד בשיטה ספקטרוסקופית את הרכב החומר. שינוי מרווחי הזמן בין ההבזקים אִפשר לו לעקוב אחר שלבי התהליך, ולזהות אם הוא מתרחש בבת-אחת או שנוצרים בו שלבי ביניים.

בשיטה זו חקר זווייל לעומק כמה תגובות כימיות. השיטה שפיתח אִפשרה לחוקרים רבים אחרים לפענח את צפונותיהם של תהליכים כימיים חשובים, וסללה את הדרך לפיתוח קטליזטורים (זרזים) חדשים, מנועים המנצלים דלק ביעילות ותרופות המבוססות על הבנה עמוקה של התהליכים המולקולריים המתרחשים בגוף. השיטה גם סיפקה כלים חדשים למחקר בתחומי הכימיה, הביולוגיה, הרפואה וההנדסה. על הפיתוח הזה הוענקו לו פרסים מדעיים רבים, שהחשוב שבהם הוא פרס נובל בכימיה, שבו זכה ב-1999. זווייל היה לערבי הראשון שזכה בפרס נובל במדעים.

ב-1982 קיבל זווייל אזרחות אמריקאית. זמן קצר לאחר שנבחר ברק אובמה לנשיא ארצות הברית, הוא מינה את זווייל לחבר במועצה המדעית של הנשיא, ובהמשך אף מינה אותו לשגריר מדעי מיוחד למזרח התיכון. אף שהמשיך להתגורר בארצות הברית, הרבה זווייל לבקר במצרים ובמדינות ערביות אחרות, ונחשב במידה רבה לשגריר של העולם הערבי במערב. בשנים האחרונות פרסם מאמרי דעה בעיתונות האמריקאית וקרא בהם לממשל לחזק את הקשרים עם מצרים נוכח תהפוכות השלטון בקהיר, ולא לאיים עליה.

עד ימיו האחרונים עסק זווייל במחקר רחב היקף, בין השאר בפיתוח טכנולוגיות חדשות בתחום המיקרוסקופיה. סיבת מותו לא פורסמה בינתיים, ורופאו אמר לאחד מכלי התקשורת הערביים כי עדיין אינו יודע מה גרם למותו של זווייל בגיל 70. החוקר יובא כנראה למנוחות במולדתו, מצרים.