דניאל פודולסקי

זוכה פרס קריל 2014
טכניון – מכון טכנולוגי לישראל

פרופ"מ דניאל פודולסקי (Ass.Prof. Daniel Podlosky) 

תחומי מחקר: תופעות קוונטיות במערכות קוגניטיביות של אלקטרונים ואטומים

תמצית מחקר:

מכניקת הקוונטים מהווה גורם מפתח בפיזיקה של חומרים: תכונות רבות, כגון מגנטיות, הן תוצאה ישירה של מכניקת הקוונטים. דוגמה דרמטית במיוחד לתופעה קוונטית היא מוליכות-על: כאשר מקררים מאוד חומרים מסויימים הם הופכים למוליכים מושלמים – הזרם החשמלי בטבעת מחומר כזה זורם סביב לנצח, ללא צורך במקור כח חיצוני!

אני חוקר תופעות קוונטיות מסוג זה בסיטואציות בהן חלקיקים כמו אלקטרונים או אטומים מקיימים אינטראקציות חזקות. השאלה המרכזית במחקר שלי היא כיצד אוסף של חלקיקים רבים, המקיימים אינטראקציות, מתנהגים כקבוצה? כאנלוגיה, ניתן לחשוב על הקשר שבין בני אדם לחברה. גם אם נבין אנשים בודדים ואת הקשרים שלהם אחד עם השני, עדיין נתקשה לבצע תחזיות בנוגע להתנהגות החברה כמכלול, כמו שיודע כל מי שניסה לבצע תחזיות על שוק המניות. כפיזיקאי תיאורטי, אני ניגש לבעיות המורכבות הללו באמצעות בנייה של מודלים פשוטים, המתארים את המאפיינים ההכרחיים של הבעיה הפיזיקלית, במטרה לייצר תחזיות אותן ניתן לבדוק בניסוי.

מוליכות-על ומגנטיות הן דוגמאות להתנהגות קולקטיבית של אלקטרונים. למשל, מוליכות-על מתבססת על יצירת זוגות אלקטרונים הנקראים "זוגות קופר". לשם כך נחוץ מנגנון של משיכה בין האלקטרונים, אשר חייב להיות מספיק חזק כדי שיוכל להתגבר על הדחייה החשמלית ההדדית בין האלקטרונים. בחומרים רבים, תנודות בתוך החומר מהוות את הדבק שמחזיק זוגות קופר יחדיו. לעומת זאת, עבור חומרים אחרים, כמו מוליכי-על בטמפרטורות גבוהות, המנגנון עדיין לא זוהה, וזו מהווה שאלה פתוחה. אחד מכיווני המחקר הראשיים שלי הוא הבנת הקשרים ההדדיים בין מוליכות-על ומגנטיות. כלומר – האם שתי התופעות הללו מתחרות זו בזו, או שהן מסייעות זו לזו? האם פלקטואציות מגנטיות יכולות לשמש כדבק שמחזיק זוגות קופר יחד בחומרים מוליכי-על בטמפרטורות גבוהות?

עירור ההיגס מהווה דוגמה נוספת להופעה של התנהגות קולקטיבית במערכות חומר מעובה של חלקיקים המבצעים אינטראקציות. למרות שהוא שונה מחלקיק ההיגס שנתגלה לאחרונה ב-CERN, עירור ההיגס וחלקיק ההיגס חולקים מבנה מתמטי דומה. בדומה לחיפושים הנרחבים אחר חלקיק ההיגס בפיסיקה של אנרגיות גבוהות, גם במערכות של חומר מעובה נעשו חיפושים נסיוניים רבים למציאת עירור ההיגס. אולם כתוצאה מטבעו של עירור ההיגס, שהוא בעל אורך חיים קצר, במיוחד במערכות בחד או דו-מימד, חיפושים אלה לא נשאו פרי. כחלק ממחקרי, הצעתי לאחרונה שיטה חדשה לחיפוש אחר עירור ההיגס. בעקבות הצעה זו, השיטה יושמה בניסוי על אטומי רובידיום קרים, ניסוי שהוביל לתצפית הראשונה על עירור ההיגס בדו-מימד.

זוכי פרס קריל

// order posts by year $posts_by_year;