פתאום נשבר העיקרון

01.06.2002
 
מימין: ד"ר דיאנה מהלו, ד"ר יונצול צ'ונג, פרופ' מוטי הייבלום וד"ר ולדימיר אומנסקי. כוחות השוק
 
 
אנשים "חסרי אופי" אינם עומדים על עקרונותיהם ו"מתכופפים בכיוון הרוח". חוקי הטבע אמורים להיות קשוחים ועקיבים הרבה יותר. אבל, מדעני מכון ויצמן נתקלו באחרונה בתופעה לא מוסברת, שלפיה נראה כי חוקי הטבע מתנהגים לפעמים כמו קרוביהם הרחוקים, חוקי השוק.
 
התופעה המפתיעה - והבלתי-מוסברת עד כה - נצפתה בניסוי שבחן את "התנהגותם" של "חלקיקים מדומים" אשר מטענם החשמלי שווה לשליש ממטען האלקטרון. חלקיקים אלה נצפו לראשונה על-ידי פרופ' מרדכי הייבלום וחברי קבוצת המחקר שלו, מהמרכז למחקר תת-מיקרוני שבמכון ויצמן למדע.
 
עד לפני זמן לא רב היה מקובל לחשוב, שמטענו החשמלי של האלקטרון, אשר נמדד לראשונה לפני כ-80 שנה בידי הפיסיקאי האמריקאי רוברט מיליקאן, הוא יחידת המטען הבסיסית, הקטנה ביותר, של מטען חשמלי. אבל בשנת 1982 הציע הפיסיקאי האמריקאי רוברט לפלין הסבר לתופעות אלקטרוניות מסוימות, שממנו עלתה הנחה כי בתנאים מסוימים נוצרים בזרם החשמלי מעין מבנים של אלקטרונים המתפקדים כ"חלקיקים מדומים", שכל אחד מהם נושא מטען חשמלי הקטן ממטענו ה"בסיסי" של אלקטרון בודד (שליש ממטען האלקטרון, חמישית ממנו, שביעית ממנו ואף חלקים קטנים יותר - בהתאם לתנאים).
 
ההוכחה הראשונה לנכונות התיאוריה של לפלין סופקה לפני כארבע שנים בידי אותה קבוצה של מדענים ממכון ויצמן למדע, שהצליחה למדוד, לראשונה בעולם, מטען חשמלי השווה לשליש ממטענו של אלקטרון בודד. הוכחה זו מילאה תפקיד חשוב בהחלטה להעניק לרוברט לפלין, להורסט סטורמר ולדניאל טסואי את פרס נובל לפיסיקה לשנת 1998. אולם, תכונותיהם של "החלקיקים המדומים" נותרו בגדר תעלומה, ומדעני מכון ויצמן המשיכו להתחקות אחריהם.
 
בסדרת ניסויים אחת בחנו המדענים את הדרך שבה מגיבים "החלקיקים המדומים" כשהם נתקלים במחסום. כך עלה בידיהם לגלות כי "חלקיקים מדומים" בעלי מטען חשמלי השווה לשליש ממטען האלקטרון, המגיעים בהמוניהם למחסום גבוה, "מלכדים את כוחותיהם", יוצרים "שותפויות" של שלושה "חלקיקים מדומים" (כלומר, אלקטרונים שלמים), ורק בכוחות משותפים הם מצליחים להתגבר על המחסום ולחצות אותו אל עברו האחר. תכונה זו (ההתגברות על מחסום באמצעות גיבוש שותפויות משולשות של חלקיקים מדומים) נחשבה מאז לאחת מתכונותיהם הבסיסיות של החלקיקים האלה.
 
אבל, בסדרת ניסויים אחרת, שבוצעה באחרונה, שיגרו המדענים אלומה דלילה יחסית של חלקיקים מדומים, כך שנוצרו הפרשי זמן ארוכים יחסית בין חלקיק לחלקיק. כך הגיעו החלקיקים האלה אל המחסום כשהם, למעשה, "בודדים במערכה". התחזית של המדענים היתה שהחלקיקים הבודדים לא יצליחו לחצות את המחסום הגבוה, אבל להפתעתם התברר, שכאשר חלקיק בודד מגיע אל המחסום, הוא מצליח בכל זאת לחצות אותו.
 
הדבר דומה למצב שבו גובי אגרת המעבר בכביש המהיר דורשים מהנהגים שלושה שקלים דמי מעבר, אבל כשמגיע למחסום נהג שברשותו שקל אחד בלבד, הם מתבוננים בחשש לצדדים, לראות אם מישהו מבחין במעשיהם, ואז "מתפשרים" ומאפשרים לנהג העני לעבור במחסום במחיר שקל בודד. "תופעה כזאת אפשרית אולי בשוק", אומר פרופ' מרדכי הייבלום, "אבל חוקי הטבע אמורים להיות בעלי 'אינטגריטי'. הם אמורים לפעול באופן עקיב, ללא משוא פנים".
 
עכשיו מחפשים המדענים הסברים תיאורטיים שיסבירו את ההיגיון הנסתר אשר מאפשר לטבע "להתפשר" על עקרונותיו. חברי קבוצת המחקר של פרופ' הייבלום הם: תלמיד המחקר אייל קומפורטי, ד"ר יונצול צ'ונג, ד"ר ולדימיר אומנסקי וד"ר דיאנה מהלו.
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם