כל גל נושא מזכרת

 

שיטה חדשה להפרדת איזוטופים, המתבססת על יישום עקרונותיה של תורת הקוואנטים, פותחה על ידי ד"ר איליה אברבוך מהמחלקה לפיסיקה כימית במכון. איזוטופים הם מעין "גרסאות" שונות של אטומי היסודות השונים, הנבדלים ביניהם על פי מספר הניטרונים הקיימים בגרעיניהם.

 

משמעות הדבר היא שאיזוטופים שונים של אותו יסוד הם שווים מבחינה כימית, אך שונים זה מזה במשקלם ולעתים בתכונות פיסיקליות נוספות (כגון רדיואקטיביות). היכולת להפריד בין איזוטופים שונים חשובה מאוד בתעשייה הכימית המתקדמת, בתעשיית הביוטכנולוגיה וההנדסה הגנטית, בתעשיית התרופות והמיכשור הרפואי, במחקר מדעי ובתחומים רבים נוספים.

 

עד כה התבססו השיטות להפרדה בין האיזוטופים השונים על טכניקות של "סינון" חוזר ונשנה, או על שימוש בצנטריפוגות. אולם השיטות האלה יקרות, אטיות יחסית, ומידת הדיוק שלהן מוגבלת. שיטת ההפרדה החדשה המוצעת על ידי ד"ר אברבוך עשויה לפתוח פתח לתחום חדש של יישומים תעשייתיים, שיתבססו על יכולת הפרדה מהירה ומדויקת בין איזוטופים שונים. השיטה מבוססת על אחת מתכונותיה של תורת הקוואנטים, שהיא אחת מהתורות המדעיות המוכחות ביותר מצד אחד, והבלתי נתפסות ביותר מצד שני.

 

 

הפיסיקאי נילס בוהר אמר, שמי שאינו מזדעזע עד עמקי נשמתו נוכח קביעותיה של תורת הקוואנטים, מעיד בכך שלא הבין את משמעויותיה. תורת הקוואנטים קובעת, בין היתר, שלעולם אי- אפשר לדעת את מקומו ואת מהירות תנועתו של חלקיק בעת ובעונה אחת. כך הופכת מציאותו או אי-מציאותו של חלקיק במקום מסוים מעובדה חד-משמעית לעניין של הסתברות. למעשה, בתנאים מסוימים אין ברירה אלא להניח שחלקיק אחד ויחיד נמצא-ולא נמצא במספר מקומות בעת ובעונה אחת (זו רק אחת מהאפשרויות ה"מזעזעות" שאליהן התכוון נילס בוהר באימרתו המפורסמת).

 

כך, למעשה, נראה אלקטרון הנע במסלול סביב גרעינו של אטום מסוים מבעד למשקפיה של תורת הקוואנטים כמעין "ענן של הסתברויות" הנפרש על פני מרחב גדול יחסית, ולא כחלקיק שמציאותו היא מקומית וחד-משמעית.

 

אם לא די בטשטוש הזה של המציאות, התברר שאם מתבוננים בענן ההסתברויות (או ב"חבילת הגלים") במשך זמן ארוך יחסית (שעדיין נמדד בחלקיקי שנייה), מתגלה תופעה "מוזרה" עוד יותר. מתברר, ש"ענן ההסתברויות" עצמו משנה את צורתו באופן מחזורי: הוא דועך, נעלם, חוזר ומופיע כשני "ענני הסתברויות" הממוקמים במקומות שונים, חוזר ונעלם, חוזר ומופיע כארבע או שש או יותר "חבילות גלים", וכך הלאה. המחזוריות של השינויים בהופעת "ענני ההסתברויות" או "חבילות הגלים" שונה וייחודית לכל איזוטופ. כך, למעשה, יכולה מחזוריות ההופעה של "חבילות הגלים" לשמש מעין "תעודת זהות" ייחודית לכל איזוטופ.

 

ד"ר איליה אברבוך, שעלה לישראל מברית המועצות (לשעבר) לפני כחמש שנים וחצי ונקלט במכון, פיתח דרך לשימוש בקרני לייזר להפעלת מניפולציות שונות על "ענני ההסתברויות", תוך ניצול האופי הייחודי של מחזוריות הופעתם ועיצובם. במלים אחרות, השיטה שפיתח ד"ר אברבוך מאפשרת מעין "הנדסה של חבילות גלים", שבאמצעותה אפשר לשלוט בהתפתחות ההסתברות שהאלקטרון (או כל חלקיק קוונטי אחר) יימצא במקום מסוים ברגע מסוים. מכיוון שכאמור המחזוריות הזאת ייחודית לכל איזוטופ, מאפשרת השיטה להפריד בין איזוטופים שונים. מדענים במקומות אחדים בעולם כבר הראו כי השיטה החדשה אכן יכולה לשמש להפרדה. חברת "ידע", הממונה על קידום היישומים התעשייתיים של פירות המחקרים המדעיים המבוצעים במכון, הגישה בקשה לרישום פטנט על השיטה החדשה.