הינך נמצא כאן

ההגנה הטובה ביותר

23.02.2014

 
 
 
 
 
 
 
גופים קוונטיים – למשל פוטונים, אלקטרונים ופרוטונים – יכולים לקודד מידע באמצעות תכונת ה"ספין" שלהם. תכונה זו, שהיא מעין תקיפת-סיחרור, מאפשרת לחלקיק (שהוא, למעשה, מגנט זעיר) להימצא באחד משני מצבי ספין בלבד – "למעלה" או "למטה". טכנולוגיות שונות עשויות לאפשר לנו לקרוא את המצבים האלה, וכך לקבל דיווח בזמן אמיתי על תהליכים שונים ועל מצבים שונים המתחוללים בתוך החומר.
 
למעשה, המאפיינים הקוונטיים של פרוטונים, ובכלל זה הרגישות שלהם לסביבתם, עומדים בבסיס כל היישומים של הדמיה בתהודה מגנטית (MRI): מגילוי של גידולים ממאירים ועד הבנת תהליכי תיפקודו של מוח האדם. יישומים מתקדמים ב-MRI תלויים ביכולת לפתח דרכים חדשות להתבוננות בהתנהגות של ביטים קוונטיים, לשליטה בהם ולהבנתם. התפיסה המקובלת בעניין זה קבעה, שכדי לממש את הפוטנציאל של מערכות קוונטיות בעולם העצמים הגדולים, עולם ה"מאקרו", יש להגן עליהן מהפרעות שונות המתחוללות בסביבתן, כגון פעולה של שדות מגנטיים, אשר מחבלות במידע שהן אוגרות.
פרופ' לוסיו פרידמן. שדות מגנטיים
 
פרופ' לוסיו פרידמן, המדען האורח פרופ' קונסלו אלברז, והחוקר הבתר-דוקטוריאלי (דאז) ד"ר נועם שמש, מהמחלקה לפיסיקה כימית במכון ויצמן למדע, הפתיעו את עמיתיהם בעולם, כאשר במקום למצוא דרכים חדשות להגנה על הביטים הקוונטיים מפני סביבתם, הם בחרו לפעול בכיוון ההפוך. הם חשפו את החלקיקים הקוונטיים לסוג מסוים של הפרעה, הנובעת מחלק מסוים מהסביבה שלהם – זו המגיעה מהשדות המגנטיים אשר קשורים לתנועות אקראיות, תוך מידור והגנה משאר ההפרעות הסביבתיות.
 
שיטה זו איפשרה למדענים להשתמש בגרעינים כבמעין "מרגלים אחר סביבתם": הפרוטונים "מרגישים" את הגבולות ואת המבנה המיקרוסקופי הנובע מהרקמה הנחקרת, כפי שנצפה על-ידי תנועות אקראיות. "מישוש" זה של הסביבה פותח דרך חדשה בכל הקשור למדידת גדלים ומורפולוגיות של נקבוביות עור ותאים, לרבות השינויים שמתחוללים ברקמות חיות, בצפיפות (רזולוציה) גבוהה בהרבה מזו הנובעת משיטת ההדמיה עצמה.
 
המדידה המדויקת שעליה מבוססת השיטה החדשה פותחת את הדרך לפיתוח שפע של יישומים בתחומים נוספים, החל בפיסיקה של מצב מוצק, דרך מדעי החומרים, וכלה במדעי החיים. השיטה, שאינה פולשנית לחלוטין, מבטיחה דרכים חדשות לחקירה של שורת מרכיבים מהותיים – טבעו של מידור רקמות בגוף החי, מנגנוני השוואה חדשים לדיווח על קיומן של רקמות פתולוגיות, ושינויים פיסיולוגיים שהתחוללו בתאים במוח האדם.
 
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם