יום שלישי, 22 בדצמבר 2009

שאלות ותשובות על אודות המאיץ

אני מצרף את כל השאלות שנשאלתי בעת האירוח בפורום מדע וחברה של גליליאו ואת התשובות שלי עליהן.

רון: אפשר לקבל תיאור בשפה (לא מקצועית) של הניסויים המתוכננים, והמטרות שלהם, כשתגיעה ההפעלה לרמת האנרגיה המלאה שהמאיץ יכול לספק? ובאופן ספציפי: עד כמה יסודיים החלקיקים אותם אפשר יהיה לייצר?

יום שבת, 19 בדצמבר 2009

אני מתארח בפורום מדע של גליליאו

שלום לכל הקוראים של הבלוג,
בגיליון דצמבר 2009 של מגזין גליליאו התפרסם מאמר שלי, "המאיץ הגדול וסודות היקום", אודות מאיץ החלקיקים LHC.
ביום שלישי הקרוב (22 בדצמבר), בשעות 22-19, אתארח בפורום מדע וחברה של גליליאו.
כולם מוזמנים לבקר בפורום ולשאול אותי שם שאלות הנוגעות למאיץ ה-LHC ולפיזיקה של חלקיקים בכלל.
נתראה שם,
אריה

יום רביעי, 16 בדצמבר 2009

מומנט - על מקור המילה והשימוש בה בפיזיקה

בעקבות הרשימה הקודמת אודות הסביבון, וההערה של אריאל לרשימה ההיא, התחלתי לחשוב למה בעצם כל הנושא של תנועה סיבובית כל כך מבלבל, למרות שאנו פוגשים בו הרבה בחיי היום יום. אני חושב שאחת הבעיות היא בחירת שמות לא מוצלחים. המילה מומנט (או מומנט כוח) שמהווה מושג מרכזי בתנועה סיבובית הגיעה לעברית משפות אירופאיות (moment of force באנגלית). הצרה היא שמושג מרכזי אחר בתנועה סיבובית נקרא בשם דומה: מומנט התמד (moment of inertia). מומנט הוא המקבילה של כוח בתנועה סיבובית, ואילו מומנט התמד הוא המקבילה של מסה, כלומר מדובר במושגים שונים, והשמות הדומים מבלבלים.

למה סביבון לא נופל?

גיל, חבר ותיק, שלח לי שאלה במייל:
לכבוד החנוכה, אולי תוכל להסביר בפשטות מדוע כשמסובבים סביבון הוא לא נופל? – הסבר שגם ילדים קטנים יבינו (וגם אני).
אפשר גם להעמיק לכיוון הגירוסקופ, יו-יו, כוח קוריוליס...
ובכן, השאלה הזו בכלל לא פשוטה - תנועה סיבובית היא אחד הנושאים המסובכים ביותר לתלמידי פיזיקה בתיכון. הסבר מצוין שמיועד לילדים מופיע בגיליון דצמבר 2009 של גליליאו צעיר במדור של בת-שבע וגון, אך התשובה המלאה די מורכבת. נדמה לי שעושים ניתוח מלא של תנועת סביבון בקורס מכניקה לתלמידי פיזיקה לתואר ראשון. אנסה בפוסט הזה לעשות משהו באמצע.

יום שלישי, 1 בדצמבר 2009

המשימה: לעניין את התלמיד

"איך היה בבית ספר?”. “מעניין!". לא שומעים שיחה כזו בין הורה לילד, מהסיבה הפשוטה שהלימודים בבית הספר, בדרך כלל, לא מעניינים. ובסופו של דבר את מי זה מעניין אם השיעורים מעניינים או לא? הרי יכולת התלמידים, וכתוצאה מכך גם יכולת המורים, נמדדות לפי תוצאות המבחנים. ואולם, על מנת להצליח במבחנים צריך ללמוד את החומר ואת זה קשה לעשות כשהשיעורים כל כך משעממים. צריך להודות שבימינו קשה עוד יותר לעניין את התלמידים מבעבר. שלושת "האויבים" הגדולים שהשתלטו על חיינו במהלך 15 השנים האחרונות - הטלפון הנייד, הטלוויזיה הרב-ערוצית והאינטרנט - הביאו לאורח חיים מהיר, דינמי ומלא בגירויים מידיים. לא קל להתחרות מולם, אבל זה אפשרי, ולשם כך יש להכשיר את המורים ולהעניק להם את הכלים הנחוצים לקרב על ליבו של התלמיד.

אני רואה שלושה כלים מרכזיים שיכולים לשרת את המורים בדרך לשם. ראשית, עליהם להכיר את השפה של התלמידים ולהשתמש בעולם המושגים שלהם, אחרת אף אחד לא יקשיב להם. זה לא מסובך, רק דורש עדכון תקופתי לגבי "מה הולך היום”. הנקודה השנייה היא מערך שיעור מסודר שמוביל את התלמידים באופן לוגי מנקודה אחת לבאה אחריה, ומהמוחשי אל המופשט. תלמיד שמאבד את הקו שטווה המורה יתקשה לחזור ולהשתתף בשיעור. הנקודה השלישית היא גורם ההפתעה. אופן ההתקדמות במהלך השיעור, ובעצם גם לאורך השנה, צריך להיות מסודר והגיוני, אבל הפתעות שצצות מדי פעם ממקדות את תשומת הלב ושומרות על ערנות מתמדת. התנסות בחפירה ארכאולוגית או ביקור במעבדת לייזרים הן דוגמאות להפתעות כאלו. חשיפת בני הנוער לחזית המחקר אינה אמורה להיכנס במקום מקצועות הבסיס, אלא בנוסף להם. זו הזדמנות להראות לתלמידים את הקשר של הלימודים לעולם האמיתי ולספק להם חוויה שיכולה להיחרט בזיכרונם ולעזור להם בכל מקצוע שבו יבחרו בעתיד. אגב, ההפתעות לא חייבות להגיע מחזית המחקר. גם סדרת הדגמות מלהיבות בשיעור פיזיקה או משפט דמה לאישיות היסטורית יכולות להפוך נושא משמים לחוויה מרעננת.

המורים שוכחים לעתים את התפקיד האמיתי שלהם. שמעתי לפני מספר חודשים איש חינוך בכיר אומר שתפקידו המרכזי של המורה בעולם המודרני לשמש כמתווך בין התלמיד לבין המידע שמצוי באינטרנט בשפע. אני מתנגד לכך מכל וכל. המורים נמנים עם האנשים המשפיעים ביותר בחייו של התלמיד, ומי מאתנו לא זוכר מורה מסוים או אפילו שיעור בודד, שהשפיעו עליו עד כדי גיבוש דעה או אפילו בחירת מקצוע בשלב מאוחר יותר בחיים. בעיניי, מורה אינו משגיח על קבוצת ילדים, אינו מתרגל לקראת בחינות ובוודאי שאינו מתווך - מורה הוא מחנך שעוזר לקבוצת אנשים להכיר טוב יותר את העולם ולגבש את הדרך העצמאית שלהם, ואת כל זה קשה לעשות כשהתלמידים בקושי מקשיבים לך.

על מנת להגיע למצב שבו השיעורים מרתקים את התלמידים, מערכת החינוך צריכה להשקיע קודם כל במורים עצמם, גם בשכר הוגן שיכלול את שעות ההכנה לשיעור כמרכיב חשוב וגם בהכשרה ראויה. אני רואה שלושה נדבכים בהכשרה המתמשכת של המורה. ראשית, המורים צריכים להגיע למצב של שליטה מעולה בחומר, ואת זה ניתן להשיג בעזרת אנשי אקדמיה שיסייעו להם. ההשקעה תחזור בסופו של דבר לילדים של אותם חוקרים, דרך המורים, ולכן יש סיכוי טוב שיהיו מתנדבים למשימה. שנית, יש לעזור למורים לשפר את יכולת ההופעה מול התלמידים. יכולת הופעה היא אמצעי שליטה מרכזי בידי המורה, משום שהיא מאפשרת להעלות את יכולת הקליטה של התלמידים, ולא פחות חשוב – להעלות את ההערכה הכללית כלפי המורה. גם פה אפשר להיעזר באנשי מקצוע. כל כך הרבה יועצי תקשורת מסתובבים בכנסת - אולי ניתן לגייס אותם למשהו חשוב באמת. הנקודה השלישית, והמסובכת יותר, היא בניית מערכי שיעור מעניינים. אחד הדברים שהייתי רוצה לעשות בעתיד הוא העברת השתלמויות למורים שיעסקו בבניית מערכי שיעור אטרקטיביים. יחד עם זאת, אני מודע לכך שהגורם החשוב כאן הוא הדמיון האישי של המורה, וכל מורה צריך לגבש את מערך השיעור הסופי בהתאם ליעדים שלו וליכולות שלו. מורה שמחזיק בידיו ארסנל של כלי הוראה ומשלב אותם במהלך שנת הלימודים יכול להשיג עניין מתמשך של התלמידים ובמקרים רבים אף למנוע מראש בעיות משמעת.

יחד עם אשתי ג'ודי עסקתי בשנים האחרונות בפיתוח תוכניות העשרה במדעים לתלמידי תיכון שמבקרים במכון ויצמן, ובתהליך ארוך של למידה הצלחנו להבין מה מלהיב אותם ומה מעניין אותם. הפיכת בית הספר עצמו לסביבה מעניינת ומאתגרת היא משימה קשה יותר, ואני מודע לכך שלא די ברעיונות, אלא יש לנסות אותם בשטח בפריסה רחבה, להשתפר כל הזמן וללמוד מטעויות. ולמרות הכול, המשימה הזו אפשרית.

לקריאה נוספת: "למה מורים נשחקים?" מאת אורן פרבר בבלוג מדע ושאר רוח

יום שני, 30 בנובמבר 2009

קליימטגייט

לפני מספר ימים נגנבה תכתובת מיילים של חוקרי אקלים בריטים. פרשה זו זכתה לכינוי קליימטגייט (Climategate, אקלים-גייט). התכתובת מכילה ברובה ענייני עבודה רגילים הנוגעים למאמרים, פגישות, ניתוח נתונים וכדומה. עם זאת, כמה מהמיילים מצביעים על תהליכים בעייתים בעבודתם של חוקרי האקלים, שבסופו של דבר מצאה ביטוי גם בדוחות ה-IPCC הנוגעים להתחממות העולמית.

יום ראשון, 29 בנובמבר 2009

התחממות עולמית

לעתים איש חינוך נמצא במצב בעייתי בפני תלמידים, למשל כשיש מספר גישות של חוקרים או כשמדובר בנושא שהפך לסוגייה ציבורית. אני נתקל בבעיה כזו כשאני מעביר פעילות לתלמידי תיכון העוסקת בהתחממות העולמית (התחממות גלובלית) ובאנרגיה חלופית, שאותה פיתחתי יחד עם אשתי ג'ודי. הדרך שבה אני מתמודד עם הבעיה היא הצגת הגישות השונות, הדגשת הגישות המקובלות יותר, והפרדה בין אספקטים מדעיים לאספקטים פוליטיים. אם מתעורר דיון או ויכוח לגבי הגישות השונות אני מציג גם את דעתי האישית, מעין גילוי נאות כלפי התלמידים.

יום שישי, 27 בנובמבר 2009

התנגשויות ראשונות ב-LHC

חדשות טובות מהמאיץ בשווייץ. ההפעלה המחודשת עוברת עד כה בשלום. השבוע נרשמו התנגשויות ראשונות בין הפרוטונים, אמנם באנרגיה נמוכה, אך בכל זאת זו בדיקה מעולה לתקינות המאיץ והגלאים הגדולים סביב נקודות ההתנגשות. אני מצרף סרטון שמתאר את האירועים ההיסטוריים.



בנושא דומה, מאמר שלי אודות ה-LHC צפוי להתפרסם בגיליון דצמבר של גליליאו. ניסיתי לתאר בו את הניסוי באופן כללי וגם לגעת בנקודות שלדעתי לא זכו לסיקור מספיק באמצעי התקשורת, כמו למשל התהליכים וההחלטות שהובילו לבניית המאיץ.

יום שישי, 20 בנובמבר 2009

פרס הנובל של איינשטיין

פרס הנובל לפיזיקה שניתן לאלברט איינשטיין היה אחד הפרסים הצפויים ביותר, ועם זאת הדיונים מאחורי הקלעים, כמו גם הסיפור האישי שמאחוריו, הם מהמפתיעים ומהמיוחדים בתולדות הפרס.

ב-1905, "שנת הפלאים", הגיע אלברט איינשטיין לכמה מההישגים הגדולים שלו, בהם ההסבר לאפקט הפוטואלקטרי, שהיווה את הבסיס לתורת הקוונטים, וניסוח תורת היחסות הפרטית. כל זה קרה בשעה שלא הייתה לו משרה שהתאימה לכשרון הגדול שלו - הוא עבד במשרד הפטנטים של ברן ועסק בעבודה משעממת למדי. שנתיים קודם לכן, בינואר 1903, נשא אלברט איינשטיין את מילבה מאריץ' לאישה. הילדה הראשונה שלהם, ליזרל, שאותה אלברט כנראה לא ראה מעולם, נולדה ב-1902, עוד לפני החתונה. גורלה לא ידוע עד היום - ייתכן שהיא מתה בתור תינוקת וייתכן שהיא נמסרה לאימוץ על ידי מילבה. בהמשך, נולדו לבני הזוג עוד שני בנים, הנס אלברט ואדוארד. הבן הצעיר לקה בסכיזופרניה, דבר שהקשה על אלברט איינשטיין להתחבר אליו בבגרותו. ניתן לומר בעדינות שאיינשטיין לא היה מעולם מועמד לתואר "אב השנה".

יום ראשון, 8 בנובמבר 2009

חיסון לשפעת החזירים

כבר כתבתי מספר פעמים על שפעת החזירים ולכן לא ארחיב יתר על המידה, רק אציין שהפניקה מוגזמת לדעתי. תמוהה בעיני ההחלטה החפוזה של הממשלה לרכוש חיסונים עבור כל האוכלוסיה. רצוי היה לחכות על מנת ללמוד יותר על חומרת המחלה עצמה בהשוואה לשפעת עונתית, ובמקביל לבדוק את יעילות החיסון ואת תופעות הלוואי, ולא להיות שפני הניסיון. אני אישית לא מתכוון להתחסן, לפחות לא בנאגלה הראשונה.

יום שישי, 6 בנובמבר 2009

איך להתמודד עם טיפת חלב

היום בבוקר קראתי באתר של ynet מאמר מעניין מסיינטיפיק אמריקן. במאמר נטען שיש מקומות בעולם שבהם התינוקות לא זוחלים, אלא צמודים להורים עד שהם לומדים לעמוד וללכת. הסיבה לכך היא שבבתים בהם אין רצפה נקייה מסוכן להשאיר את התינוקות על הבטן בשלב שהם עדיין מכניסים הכול לפה. המסקנה היא שההוראה ללמד את הילדים לזחול, כלומר להניח אותם על הבטן, חדשה יחסית, והיא התפתחה כנראה במקביל לנוהג לרצף את הבתים ולשמור על רצפה נקייה.

יום רביעי, 28 באוקטובר 2009

על מתמטיקה, פיזיקה ופוליסמנטיות

לפני כארבעה שבועות כתבתי פוסט שעוסק במחשבות על פיזיקה, ובעקבות כך נשאלתי על ידי אחד הקוראים:
טענת כי הפיזיקה עתים מרובת משמעויות, ובעצם מושגים מסוימים הם מרובי משמעויות... אם הפיזיקה היא פוליסמנטית (רב-משמעית) הרי שהיא סותרת בכך את המתמטיקה. האם אתה מתנגד למתמטיקה כיסוד לפיסיקה?
אענה ואומר את דעתי בנושא. ראשית, אני רואה גם את המתמטיקה כפוליסמנטית במידה מסוימת. נכון שחישוב נותן בדרך כלל תוצאה אחת, אלא אם כן מדובר בפרדוקס הקשור בדרך כלל לפוליסמנטיות לשונית, וגם שיטת ההוכחה היא אמצעי חד-משמעי שנותן תשובה של כן או לא, אבל מצד שני יש במתמטיקה אפשרות בחירה. אפילו פעולות חישוב בסיסיות הן רב-משמעיות. כך למשל, פעולת חיסור יכולה להתייחס לכמה סוגי בעיות, כמו גריעה של איברים מקבוצה והשוואה בין שתי קבוצות ("בכמה קבוצה אחת גדולה מרעותה?"). אני בעצמי הופתעתי לא מזמן לגלות עד כמה המשמעויות הללו של חיסור שונות זו מזו וקשות להבנה עבור ילדים קטנים שמופתעים כשהם רואים שניתן לפתור שני סוגי בעיות בעזרת אותה פעולה. גם למושגים מורכבים יותר, כמו נגזרת ואינטגרל, יש במקרים רבים מספר משמעויות. ובכיוון אחר ובסיסי לא פחות: הבסיס האקסיומטי של תורות מתמטיות אינו חד-משמעי. קורט גדל הוכיח שעבור תורות מתמטיות אקסיומטיות מסוימות קיימת תמיד טענה אחת לפחות שלא ניתן להוכיח באמצעות האקסיומות וגם לא ניתן להפריך אותה בעזרתן. במילים אחרות, קיים חופש בבחירת מערכת אקסיומות שתתאר את אותה תורה מתמטית, מה שמצביע על רב-משמעות בניסוח הבסיס של אותה תורה.

יום שלישי, 27 באוקטובר 2009

המאיץ יופעל מחדש בעוד שבועיים

עדכון קצר:

לאחר הפסקה של למעלה משנה צפוי ה-LHC לחדש את פעילותו בקרוב. למעשה, התקלה שהתרחשה בספטמבר 2008, תשעה ימים אחרי הפעלתו הראשונית של המאיץ, מנעה מהמפעילים את האפשרות לגרום להתנגשויות של פרוטונים. כלומר, בעצם לא התקבלו אז תוצאות שניתן לנתח אותן ולנסות לגלות בעזרתן חלקיקים חדשים.

יום שני, 26 באוקטובר 2009

האם הטבע מונע את פתיחת מאיץ ה-LHC?

ארבעה מיילים חיכו לי הבוקר בתיבת הדואר האלקטרוני. כולם הפנו אותי לכתבה אודות ה-LHC שהופיעה היום באתר של הארץ. את הרעיון המוזר שמופיע בכתבה שמעתי כבר לפני זמן מה. הוא התפרסם לראשונה לפני שנתיים על ידי נילסן הדני ונינומיה היפני, ולאחרונה החל לתפוס כותרות בעקבות הופעת מאמר נוסף פרי עטם. הסיפור הגיע לעיתונות הישראלית באיחור אופייני של כמה ימים. אני סבור שיש מקום לפרסם רעיונות כאלו, אפילו אם הם נראים מטורפים במבט ראשון, אבל צריך להקפיד על כלל חשוב - אם הרעיון מוזר ולא מקובל, יש לפרסם תגובה של המתנגדים ולעמת אותו עם הגישה הרווחת. במקרה הנוכחי, רוב רובם של הפיזיקאים דוחים את הרעיונות של נילסן ונינומיה מכל וכל.

יום שני, 19 באוקטובר 2009

בוזון היגס ופרס נובל העתידי

אחת המטרות הראשיות של מאיץ LHC, שעומד לחדש את פעילותו אחרי שעבד במשך 9 ימים בלבד בשנה שעברה והושבת עקב תקלה, היא גילוי בוזון היגס. בפוסט הזה לא אכנס למנגנון היגס ולחשיבותו של החלקיק ההיפותטי בתמונה המודרנית של חלקיקי היסוד, משום שאני מתכנן להרחיב על כך בעתיד, אלא אתייחס לנקודה אחת שעלתה בראשי כשסיכמתי לעצמי את הנושא לצורך הרצאה על המאיץ שהעברתי בפני קבוצת מורים בבאר שבע.

יום ראשון, 18 באוקטובר 2009

נילס בוהר והברומטר

את הסיפור הזה שמעתי פעמים רבות ונזכרתי בו שוב לפני כמה ימים כשהתחלתי לרשום במחברת מחשבות על חינוך ועל בתי ספר. הסיפור עוסק במבחן שנערך באוניברסיטת קופנהגן שבו נדרשו התלמידים למדוד גובה של בניין תוך שימוש בברומטר. אחד הסטודנטים הציע לקשור חוט לברומטר, לעלות לראש הבניין ולשלשל את הברומטר מטה עד שיגע בקרקע. אורך החוט יחד עם אורך הברומטר הוא גובה הבניין. המרצה הכשיל את הסטודנט, הסטודנט ערער, ומרצה אחר התבקש לפסוק בנושא.

יום רביעי, 7 באוקטובר 2009

פרס נובל לכימיה 2009

שמחתי לשמוע על זכייתה של עדה יונת ממכון ויצמן בפרס נובל לכימיה לשנת 2009. במקרה או שלא במקרה התכוונתי לפני כמה שבועות לכתוב עליה ועל עבודתה בחקר מבנה הריבוזום כאן בבלוג. בסופו של דבר לא הספקתי בגלל שבאותו זמן עברתי דירה, ואחר כך שכחתי מזה וכתבתי על דברים אחרים. התכוונתי להזכיר את זה שהיא מועמדת טובה לזכות בפרס נובל באחת השנים הקרובות. טוב, אני מודה שזה לא היה הימור פרוע - מדברים על זה כבר כמה שנים. בעצם, אני זוכר מרצה שלי ממכון ויצמן (דן שחר - מרצה מעולה!) שאמר לנו בפירוש שהוא בטוח שהיא תזכה בפרס.

יום חמישי, 1 באוקטובר 2009

מחשבות על פיזיקה

בזמנו, כשהתחלתי את לימודי התואר הראשון בהנדסת חשמל בבאר שבע, הרגשתי שחסר לי משהו. אחרי שנה נרשמתי גם ללימודי פיזיקה. תמיד נמשכתי לפיזיקה בגלל שהיא מסבירה את הדברים ברמה הבסיסית ביותר, ובמבט לאחור גם למורה המעולה שלי לפיזיקה מהתיכון, איזו אנגל, הייתה השפעה. גם בתוך הפיזיקה התעניינתי יותר בתחומים שבעיני עוסקים ביסודות, בעיקר פיזיקת חלקיקים וקוסמולוגיה. במידה מסוימת ראיתי אז את הפיזיקה כבסיסית וחשובה יותר מתחומי מדע אחרים. אני זוכר שתמיד הוקסמתי מהרעיון שאולי יום אחד תנוסח "תאוריה של הכול", כלומר תאוריה פיזיקלית שתוכל להסביר את כל מדעי הטבע בעזרת מספר לא גדול של חוקים ועקרונות.

יום שישי, 25 בספטמבר 2009

הג'ל, בית הספר ושפעת החזירים

אני מכיר את הג'ל הזה כבר מזמן. לפני חמש שנים קיבלנו בקבוקון במתנה ומאז הוא מאוחסן בתא הכפפות באוטו. השתמשנו בו כמה פעמים, כשלא היה ברז מים בסביבה, אבל הוא עדיין די מלא. להשתמש בו כתחליף למים וסבון לא עלה בדעתי מעולם. לכן הופתעתי לשמוע שיש בתי ספר שבהם מחייבים את הילדים להגיע עם ג'ל.

יום שלישי, 15 בספטמבר 2009

כוח ג'י (g-force)

הצטערתי מאוד לשמוע על התרסקות מטוסו של אסף רמון לפני יומיים. בעקבות הטרגדיה עקבתי, כמו רבים אחרים, אחרי הסיקור בכלי התקשורת וניסיתי להבין את הגורם לתאונה. בדיווחים אודות חקירת האירוע מוזכר לא אחת המושג כוח ג'י. זה מושג מסובך למדי, וקיים בלבול לגביו בעיתונים ובאתרי אינטרנט. אנסה להסביר בפוסט הזה מהו כוח ג'י וממה הוא נובע.

מקור השם כוח ג'י (g-force) באות הראשונה של המילה gravity (כבידה), אך הוא לא קשור ישירות לכוח המשיכה של כדור הארץ, ואולי כאן מקור הבלבול. הקשר בין כוח ג'י לכבידה עובר דרך תאוצת הכובד (תאוצה היא שינוי מהירות) שמסומנת באות g. גודלה של תאוצת הכובד כמעט קבוע על פני כדור הארץ (9.8 מטר לשנייה בריבוע), ובשימושים רבים היא מהווה יחידת מידה לתאוצה. כך למשל, אם אומרים שהתאוצה של מכונית היא 2g, הכוונה היא שערכה עומד על 19.6 מטר לשנייה בריבוע, כלומר המהירות עולה ב-19.6 מטר לשנייה בכל שנייה שעוברת.

האם שימוש בחמצן טהור מסוכן לגוף?

חוב שאני חייב לשרון בריזינוב, קורא ותיק של "מדע פשוט". שרון שואל:
האם שימוש ממושך ב-100% חמצן מסוכן למערכות הגוף? אם כן למה?
התשובה היא שנשימה של חמצן טהור אינה מסוכנת, ולראיה זה הטיפול המקובל בבתי חולים במקרה של קושי נשימתי חמור. עם זאת, יש כיום ביקורת על השימוש בחמצן טהור כטיפול לבעיות נשימה. התברר במחקר משנת 2007 שבעצם לחמצן טהור עלולה להיות השפעה הפוכה. בדיקת fMRI הראתה שהוא מעורר פעילות יתר במספר חלקים במוח, פעילות שגורמת להיפותלמוס להפריש כמות גדולה של הורמונים לדם. ההורמונים הללו דווקא פוגעים ביכולת הלב להזרים דם לגוף. על כן, החוקרים מציעים שימוש בתערובת של 5% פחמן דו-חמצני ו-95% חמצן.

יום שני, 14 בספטמבר 2009

חכמים גם בלילה

אני מנצל את הבלוג לפרסם אירוע נחמד שייערך ביום חמישי הבא (24 בספטמבר) ברחבי הארץ: חכמים גם בלילה.
מדובר באירוע כלל-אירופאי שנמשך ערב שלם (מחמש עד עשר) ובו חלק מהאוניברסיטאות בארץ פותחות את שעריהן ומזמינות את הציבור הרחב לבקר במעבדות ולשמוע הסברים והרצאות בחינם.
גם אני אטול חלק באירוע. זו השנה השלישית ברציפות שאחכה למבקרים במרומי מאיץ החלקיקים המפורסם של מכון ויצמן ושם אסביר קצת על מאיץ החלקיקים של המכון והרבה על מאיץ החלקיקים הענקי בשווייץ - ה-LHC.

מידע נוסף: חכמים גם בלילה במכון ויצמן

יום רביעי, 9 בספטמבר 2009

האם אכילת גיר מעלה את החום?

לא יודע אם זה קשור לפתיחת שנת הלימודים, אבל אתמול קיבלתי במייל שאלה שהחזירה אותי לימי בית הספר:
האם אכילה של גיר יכולה להעלות את החום שלי לכמה שעות?
בעצם, גם בצבא שמעתי שגיר מעלה את טמפרטורת הגוף, אבל לא זכור לי שראיתי מישהו בודק את זה וממש אוכל גיר בשביל להוציא גימלים. אני די משוכנע שזה מיתוס, ולו משום שאני לא רואה סיבה לכך שגיר יעלה את טמפרטורת הגוף. זה נראה לי ממש לא הגיוני. גיר עשוי מקירטון שמכיל סידן או מגבס שמכיל סידן וגפרית. הגוף לא זקוק לכמות גדולה של החומרים הללו, ולכן אכילה של גיר אינה בריאה. מה עוד שבתהליך הייצור של גיר אין הקפדה על ההרכב המדויק, וכמויות קטנות של חומרים נוספים, בחלקם רעילים, עלולות להיכנס לתוך המוצר הסופי. אבל גם אם זה לא בריא, אני לא רואה סיבה לעליית חום, שקשורה בדרך כלל למחלות זיהומיות. אם כבר, הייתי מצפה שאכילת כמות גדולה של גיר בבת אחת תגרום להקאה, ואכילה מתמדת לאורך זמן תגרום להרעלה.

יום שני, 7 בספטמבר 2009

עוד כמה מילים על שפעת החזירים

כבר כתבתי על שפעת החזירים לפני כארבעה חודשים, ומאז התפרסם הרבה חומר בנושא, אבל התחושה שלי היא שעדיין ידוע מעט על האספקט החשוב ביותר: עד כמה קטלני הזן הזה של השפעת. הרי ייתכן שהמגיפה החדשה מדבקת בדיוק כמו זני שפעת אחרים וגם קטלנית באותה מידה. מה שברור זה שהתקשורת חוגגת. הרי יש לה ביד סיפור חדש, מפחיד ומאיים. האם המידע החשוב מגיע לציבור? האם הציבור יודע מה אנו יודעים ומה אנו לא יודעים על שפעת החזירים? אני לא בטוח. זו לפחות ההתרשמות שלי.

יום חמישי, 3 בספטמבר 2009

אנרגיה חלופית לילדים

אנרגיה בתנועה - כתבה שהכנתי עם אשתי ג'ודי על כלי רכב המשתמשים באנרגיה חלופית. פורסם בגיליון 67 של גליליאו צעיר (אוגוסט 2009).

יום שישי, 28 באוגוסט 2009

מטיילת ישראלית חלתה במחלת השינה

השבוע שמענו על ישראלית שחלתה במחלת השינה במהלך טיול בטנזניה. היא נעקצה על ידי זבוב הצה-צה שיכול לשאת בגופו את הטפיל החד-תאי, טריפנוסומה ברוסיאי, הגורם למחלה. אשתי ג'ודי כתבה אודות המחלה בגיליון 112 (דצמבר 2007) של גליליאו:

להשתיק את הטפיל - חלק ראשון
להשתיק את הטפיל - חלק שני

קשה לזהות את מחלת השינה בשלב הראשון שלה, כשהטפיל נמצא בדם, משום שהסימפטומים לא ייחודיים. המחלה מתבטאת בשלב זה בגלים של תסמינים מגוונים, כמו חום גבוה, כאבי ראש וכאבי מפרקים. הגלים, באורך של ימים אחדים כל אחד, קשורים לניסיונות של מערכת החיסון להתמודד עם הטפיל. מערכת החיסון מייצרת נוגדנים שמזהים את הגליקופרוטאינים (חלבונים שאליהם קשורים סוכרים) המרכיבים את השכבה החיצונית של הטפיל, אבל הטפיל משנה את אותם גליקופרוטאינים במהירות ותמיד נשארים פרטים שמערכת החיסון לא הצליחה להשמיד. לסימפטומים אלו קודם סימן אחד נוסף: כיב גדול סביב מקום העקיצה. הכיב הזה, שנרפא בעצמו, הוא בעצם פסולת תאית הנוצרת בעת התרבותו המהירה של הטפיל בשעה שהוא מתיישב בשכבת העור התחתונה.

יום רביעי, 29 ביולי 2009

המלצה על שני בלוגים מדעיים בעברית

למרבה הצער, מבין שלל הבלוגים בעברית מעטים עוסקים במדע. הפעם אמליץ על שני בלוגים מדעיים בעברית שאני נהנה לקרוא בהם.

הראשון הוא בלוג ותיק, שכיום כבר אינו מתעדכן, אך בכל זאת הוא מכיל המון מידע שימושי ומעניין: בלוג לנושאי מדע של גל ברק.

ההמלצה השנייה היא על הבלוג מדע אחר של רועי צזנה. רועי, ידיד שלי, מביא סיפורים מעניינים יחד עם הסברים מדעיים. זו הזדמנות טובה לאחל לו הצלחה והמשך כתיבה מעניינת ופורייה.

יום רביעי, 15 ביולי 2009

מה מחזיק את האקסוספירה?

שאלה נוספת של שרון בריזינוב, קורא של הבלוג:
מה גורם לגזים בשכבות האקסוספירה להישאר צמודים לכדור הארץ? למה הגזים בשכבות אלו לא מתפשטים לעבר החלל ?
אקסוספירה, שמתחילה בגובה של כ-500 ק"מ, היא השכבה החיצונית של האטמוספירה. זאת שכבה דלילה של חלקיקים ומולקולות ששייכים לאטמוספירה, כלומר הם מוחזקים על ידי כוחות שמקורם בכדור הארץ. קשה להגדיר במדויק את הגבול בין האקסוספירה ובין החלל החיצון - מדובר על סדר גודל של עשרות אלפי ק"מ מפני כדור הארץ, כלומר זו שכבה עבה ביותר.

יום ראשון, 12 ביולי 2009

מה המקור לחוק השני של התרמודינמיקה?

שרון בריזינוב, קורא של הבלוג, שלח לי שלוש שאלות במייל. השאלות עוסקות בנושאים שונים ואשתדל להקדיש לכל אחת פוסט נפרד. השאלה הראשונה מתייחסת לסוגייה פיזיקלית חשובה:
מדוע החוק השני של התרמודנמיקה מתקיים? מהו הגורם לחום לזרום למקומות קרים יותר?
לפני שאני נכנס לעומק הנושא אעיר שבעיני החוק השני של התרמודינמיקה הוא אחד החוקים הפיזיקליים החשובים והמרכזיים. יש לו חשיבות היסטורית בהתפתחות המדע ויש לו גם חשיבות מעשית ויישומית. למעשה, אנו נוכחים בחוק השני בחלק גדול מהפעולות היומיומיות, למשל בתהליכים של מעבר חום, בעת ערבוב של חומרים ובתגובות כימיות. אגב, המטבח הביתי הוא מעבדת ניסויים מעולה לבדיקת החוק השני של התרמודינמיקה על מרבית היבטיו.

אז מהו בעצם החוק השני של התרמודינמיקה? בואו נחשוב על ניסוי פשוט: אנו מציבים ספל קפה חם בחדר. כעבור כמה דקות הקפה מתקרר. התהליך ההפוך, שבו קפה יתחמם בעצמו מעל טמפרטורת החדר איננו הגיוני. בשפה מדעית ניתן לנסח זאת כך: אנרגיה עוברת באופן ספונטני מעצם חם לעצם קר. מעבר האנרגיה הזה מכונה זרימת חום. אם רוצים להפוך את כיוון זרימת החום יש להשקיע אנרגיה ממקור חיצוני, ואז זו כבר לא "זרימת חום ספונטנית". זרימת חום הפוכה מתרחשת למשל במקרר ובמזגן, ואלו הם, כידוע, צרכני אנרגיה.

יום רביעי, 1 ביולי 2009

המהפכה הסולארית - נספחים

החלק השלישי של המאמר "המהפכה הסולארית" שפורסם בגליליאו  
לאינדקס

האפקט הפוטו-וולטאי

מוליכים-למחצה מאולחים נחלקים לשני סוגים: מוליכים-למחצה מסוג n ומוליכים-למחצה מסוג p. החלוקה היא בהתאם לחומר המאלח, הקובע את סוג נושאי המטען במוליך-למחצה. כך, למשל, אם נאלח צורן בזרחן, שיש לו נטייה לאבד אלקטרון, נקבל מוליך-למחצה מסוג n, כלומר מוליך-למחצה שיש לו עודף של אלקטרונים חופשיים. לעומת זאת, אם נאלח את הצורן בבורון, שיש לו נטייה למשוך אלקטרונים, נקבל מוליך-למחצה מסוג p, כלומר מוליך-למחצה שיש לו מחסור באלקטרונים, או בעגה המקובלת, עודף של "חורים". כדאי לשים לב שבמתכת נושאי המטען הם אלקטרונים חופשיים בלבד, ואילו במוליך-למחצה תיתכן גם "זרימה של חורים". זרימה זו מתבטאת בפועל כהתקדמות מהירה של המקום הריק לאורך החומר, התקדמות שמקורה בתנועות קצרות של אלקטרונים הממלאים בכל פעם את החור.

המהפכה הסולארית - חלק שני

החלק השני של המאמר "המהפכה הסולארית" שפורסם בגליליאו
לאינדקס

חשמל ישיר

דרך נוספת להשתמש באנרגיה סולארית היא בעזרת המרה ישירה שלה לחשמל. האפקט הפוטו-וולטאי, כשמו כן הוא, פירושו ייצור של מתח חשמלי (הנמדד בוולטים) בעקבות הארה, כלומר בעקבות פגיעת פוטונים בחומר. הצורה הנוכחית של תאים פוטו-וולטאיים (תאי PV) התגבשה במעבדות חברת AT&T בארצות-הברית בשנות החמישים של המאה ה-20. תאים אלו בנויים מדיודה עשויה מוליך-למחצה, והם מפיקים מתח חשמלי כאשר מאירים אותם. ההספק שתא בודד מספק לצרכן (מכפלת המתח החשמלי בזרם החשמלי) תלוי כמובן בעוצמת ההארה, ונהוג להגדיר יעילות או נצילות של תא פוטו-וולטאי כהספק המקסימלי המיוצר חלקי ההספק של קרינת האור הפוגע.

המהפכה הסולארית - חלק ראשון

החלק הראשון של המאמר "המהפכה הסולארית" שפורסם בגליליאו
לאינדקס 

מאת ג'ודי ואריה מלמד-כץ

על הפוטנציאל של אנרגיית שמש להפוך למקור אנרגיה עיקרי במדינות שטופות אור

השמש היא מקור אנרגיה זמין ומתחדש, ואם נהיה מוכנים לייעד שטחי קרקע גדולים להצבת קולטי שמש, אזי בעיות האנרגיה של חלק ממדינות העולם צפויות להיעלם. למעשה, אנרגיית השמש, שהשימוש בה נקי לחלוטין, בלא תוצרי לוואי מזהמים, מוזכרת זה שנים כמקור אפשרי לייצור חשמל בקנה מידה גדול, במיוחד באזורים מוארים כמו ישראל. עם זאת, ההספק הכולל של החשמל המופק מאנרגיית שמש בעולם כולו עומד עתה על 5,000 מגה-ואט בלבד - רק 0.15% מהדרישה העולמית לחשמל.

מאמר אודות אנרגיה סולארית

בשלושת הפוסטים הקרובים אפרסם מאמר אודות אנרגיה סולארית שכתבתי יחד עם אשתי ג'ודי עבור מגזין גליליאו.

המאמר, "המהפכה הסולארית", התפרסם בגיליון 107 של גליליאו ביולי 2007.

המאמר נערך על ידי שלומית עוזיאל-רז (העורכת) וצבי עצמון (העורך המדעי).

קישורים ישירים למאמר:
חלק ראשון
חלק שני
נספחים

יום שבת, 20 ביוני 2009

חוק המספרים הקטנים

בשנת 1971 פרסמו עמוס טברסקי ודניאל כהנמן מאמר פסיכולוגי שנקרא "אמונה בחוק המספרים הקטנים". שם הם טבעו לראשונה את המושג. מדובר בנטייה לתת משקל גבוה למדגמים קטנים. אנו נוטים לחשוב שתוצאה שהתקבלה במספר קטן של בדיקות היא תוצאה כללית, אף על פי שייתכן שהמדגם המצומצם אינו מייצג כלל. לפעמים ההכללה ממקרים בודדים לתוצאה כללית יותר נובעת מצורך פסיכולוגי לסכם ממצאים ולהבין את משמעותם בשפה פשוטה בעוד שבפועל לא תמיד יש אמצעים לבצע מדגם גדול. קוראים לכשל הזה הכללה חפוזה (hasty generalization). בפוסט הקודם הזכרתי את החבר שלי שהסיק מניסיונו האישי שניתן לקבוע את מין העובר מראש. כאמור, מדגם רחב שהתפרסם בכתב עת מדעי הראה שהשיטה הזו לא עובדת. כשל המהמר הוא דוגמה אחרת הקשורה לחוק המספרים הקטנים. אם זרקנו קובייה והמספר 5 הופיע שלוש פעמים ברצף, אנו נוטים לחשוב שההסתברות לקבל את המספר 5 גם בפעם הרביעית היא אפסית, בעוד שבפועל ההסתברות לא השתנתה והיא עדיין עומדת על שישית.

האם ניתן לקבוע מראש את מין העובר?

סיפרתי לחבר שלפני שלושה חודשים נולדה לי בת אחרי שלושה בנים. "בהיריונות הראשונים לא הייתה לנו העדפה", אמרתי לו, "אבל בהיריון הזה קיווינו בסתר לבנו שזו תהיה בת". "למה לא השתמשתם בשיטות מדעיות", הוא ענה, "הרי יכולתם לקבוע את מין העובר כבר בתחילת הדרך!". התפלאתי, והוא הסביר לי בפרוטרוט על ההבדל בין תאי זרע מסוג X לתאי זרע מסוג Y. ידעתי שמין העובר נקבע לפי תא הזרע, וליתר דיוק לפי זהות כרומוזום המין של התא - כרומוזום X יוביל להתפתחות נקבה וכרומוזום Y להתפתחות זכר - אבל לא ידעתי שקיימים הבדלים בין תאי זרע משני הסוגים.

יום רביעי, 17 ביוני 2009

האם מראה מחליפה בין ימין ושמאל?

אני מסתכל במראה, מרים את יד ימין ורואה מישהו דומה לי במראה אשר מרים את יד שמאל. האם המראה באמת מחליפה בין ימין ושמאל, ואם אכן כך אז למה היא לא מחליפה בין למעלה ולמטה?

זאת שאלה ממש לא פשוטה ולא אינטואיטיבית, וגם כששומעים את ההסבר עדיין קשה לעכל אותו. אני מציע לחשוב על זה כמה ימים.

תחילה, ההסבר של ריצ'ארד פיינמן:

יום שבת, 13 ביוני 2009

למה אסטרונאוטים מרחפים במעבורת החלל?

זאת שאלה שרבים טועים בה. אמנם אסטרונאוט שנמצא בחללית רחוקה מכדור הארץ כמעט שלא ירגיש את כוח הכבידה וירחף בחללית, אבל מעבורת החלל ותחנת החלל טסות בגובה נמוך יחסית. אני לא כל כך אוהב נוסחאות, אך בכל זאת עשיתי לי הרגל להשתמש בהן לצורך חישובים פשוטים, כאלו שאפשר לעשות על פתק קטן או על גב מעטפה. הפעם הייתי צריך רק מחשבון. מעבורת החלל טסה בגובה של כ-350 ק"מ מעל פני כדור הארץ. אם מציבים בנוסחה של תאוצת הכובד מרחק של 6,750 ק"מ במקום 6,400 ק"מ (רדיוס כדור הארץ) רואים שתאוצת הכובד במעבורת החלל קטנה בערך ב-10% יחסית לתאוצה על פני כדור הארץ (8.8 מטר לשנייה בריבוע במקום 9.8 מטר לשנייה בריבוע). אם כך, כוח הכובד שפועל במעבורת החלל אינו קטן באופן ניכר מכוח הכובד שפועל על פני כדור הארץ, ולכן יש לחפש הסבר אחר לתופעת הריחוף במעבורת החלל.

הסרט Home

קיבלתי המלצה מאלעד, קורא של הבלוג ותלמיד בפרויקט ח"צ במכון ויצמן, על סרט חדש בשם Home. הסרט, שאורכו שעה וחצי, יהיה זמין לצפייה ביוטיוב למשך מספר ימים ובמקביל הוא מוקרן בבתי קולנוע במדינות רבות בעולם.

צפיתי בסרט ונהניתי, בעיקר מצילומי האוויר המרהיבים. מלבד בחירת הנושאים המעולה, גם איכות הצילום גבוהה במיוחד. הבמאי השתמש במצלמה של Cineflex מחוברת למסוק. מדובר במצלמת וידאו בעלת רזולוציה גבוהה המיוצבת בעזרת גירוסקופ נתון במערכת של גימבלים. גירוסקופ כזה, שמסתובב במהירות מספיק גבוהה, ימשיך להסתובב סביב אותו ציר גם כשבסיס המתקן המחובר למערכת הגימבלים אינו יציב. המצלמה שמחוברת לציר ממשיכה לצלם באותו כיוון גם בעת תנועה של המסוק, למשל כשהוא משנה כיוון או מסתובב במקום.

יום שבת, 30 במאי 2009

שתי המלצות על בלוגים מתמטיים בעברית

נסיכת המדעים של יוסי לוי. הבלוג עוסק בסטטיסטיקה. כתוב בצורה פופולארית ומעניינת.

לא מדויק של גדי אלכסנדרוביץ'. עוסק בנושאים מגוונים במתמטיקה ומדעי המחשב. מעמיק מאוד. חלק מהפוסטים דורשים ידע במתמטיקה גבוהה (על-תיכונית).

כוח עילוי - הסבר פשוט (יחסית)

בילדותי השתתפתי בחוג טיסנאות. הגעתי לרמת מדריך אחרי שעברתי קורס אינטנסיבי ומרתק בטכניון. אני זוכר את ההסבר שקיבלנו להיווצרות כוח עילוי על כלי טיס: בעת המגע עם החלק הקדמי של הכנף האוויר מתפצל לשניים ונפגש שוב בחלק האחורי של הכנף. הפרופיל הקמור בחלקה העליון של הכנף גורם לכך שזרם האוויר מעל לכנף עובר דרך ארוכה יותר ולכן המהירות שלו גבוהה יותר. לפי עקרון ברנולי אם מהירות הזרימה גבוהה אז הלחץ נמוך, ולכן הלחץ מעל לכנף נמוך מאשר הלחץ מתחת לכנף. הפרשי לחץ אלו גורמים להיווצרותו של כוח. כוח מוגדר כלחץ כפול שטח והוא פועל בניצב למשטח. ניתן לחשב את הכוח האווירודינמי הכולל שפועל על הכנף אם יודעים את לחץ האוויר בכל נקודה על הכנף. בתנאי טיסה רגילים הכוח הזה מכוון למעלה ומעט אחורה וניתן להפריד אותו לשני מרכיבים: הרכיב האנכי הוא כוח העילוי (lift), והרכיב האופקי הוא הגרר (drag).

יום רביעי, 27 במאי 2009

מוח ימני או מוח שמאלי

היום שמעתי נאום של איש מדע שדי הכעיס אותי. כבדרך אגב הוזכר בו קשר שיש כביכול בין תכונות ויכולות של אנשים לחצי מוח (המיספרה) דומיננטי. כתבתי על כך קודם, ואני רוצה להדגיש שוב: מדובר במיתוס.

למדע אין בכלל כלים לקבוע אם למישהו יש חצי מוח ימני דומיננטי או חצי מוח שמאלי דומיננטי. כל מה שאנו יכולים לראות באמצעות מכשירי החישה וההדמאה זה אזורים פעילים במוח ולקשר אותם לביצוע פעולות מסוימות. ואכן יש לוקליזציה מסוימת במוח, כלומר אזורים שאחראים על פעולות מסוימות. הדוגמה המפורסמת ביותר היא של יכולת הדיבור וכישורי השפה שקשורים לאזור ברוקה (Broca) ולאזור ורניקה (Wernicke) המצויים בחצי המוח השמאלי. אזורים אלו התגלו כבר במאה ה-19 על ידי מציאת הקשר בין נזק מוחי באזור מסוים לקשיי דיבור ושפה.

יום ראשון, 17 במאי 2009

הטורבינה הגדולה בעולם

סרטון מעניין על הטורבינה הגדולה בעולם לייצור אנרגיית רוח. הטורבינה מיוצרת על ידי חברת Enercon הגרמנית. היא נקראת E-126 משום שקוטר הרוטור שלה הוא 126 מטרים, או במילים אחרות אורכו של כל להב מבין השלושה עומד על 63 מטר. גובהו של העמוד שבו נמצא הסטטור ושאליו מחובר הרוטור הוא 138 מטר. הטורבינה יכולה לספק כ-7 מגה-ואט ביום ממוצע וזה בערך אלפית מצריכת החשמל של ישראל ביום עמוס למדי.



מעניין האם דון קישוט היה ממשיך להילחם בטחנות רוח אם היה רואה את המפלצת הזאת :-)

יום שבת, 16 במאי 2009

חורים שחורים מתנגשים

בהמשך לשאלה של שרון בתגובה לפוסט הקודם אודות חורים שחורים אני מצרף סרטון הדמיה של חורים שחורים מתנגשים. התנגשות כזו אמורה להיות מקור חזק של גלי כבידה. הם נראים בצבע אדום-כתום בהדמיה. ההדמיה נעשתה על ידי נאס"א.



המלצה: מאמר מצוין של ידידי פרופ' ברק קול אודות גלי כבידה (וגם בפורמט pdf).

יום שישי, 15 במאי 2009

מהו גודלם של חורים שחורים?

חורים שחורים הם ללא ספק אחד הנושאים המעניינים במדע. אני אומר את זה לא רק בגלל ההתעניינות האישית שלי אלא גם בגלל תגובת הקהל בהרצאות שאני נותן. הרצאה על חורים שחורים היא הימור בטוח מבחינתי. אני זוכר שבהרצאה שנתתי לפני מספר חודשים ניגש אלי בסוף ההרצאה ילד קטן, בן 6 להערכתי, ושאל אותי אם יכול להיות שיש לו חור שחור בבית. אמא שלו צחקה וניסתה להסביר לו שהחורים השחורים הם ענקיים, כמו השמש. אבל דווקא הילד שאל שאלה מצוינת. התשובה היא שיש חורים שחורים בגדלים שונים וייתכן חור שחור קטן בגודל של גרגיר חומוס, למשל. אבל חור שחור כזה יהיה מאוד כבד והוא בוודאי ישפיע על כל מה שקורה בבית ולכן "היית מגלה אותו מזמן", אמרתי לילד. רציתי לספר לו עוד על חורים שחורים זעירים אבל אמא שלו לקחה אותו. חבל. אני מאמין שגיל 6 הוא גיל שבו הילדים כבר יכולים לקלוט די הרבה. זה גיל שבו לילדים יש המון סקרנות וכדאי לנסות לתת תשובות מדויקות ככל האפשר לשאלות.

יום רביעי, 6 במאי 2009

האם מסוכן לשבת קרוב לטלוויזיה?

לפני כמה ימים תפסתי את עצמי מעיר לילדים שלא יישבו קרוב מדי לטלוויזיה. זה נראה לי כל כך הגיוני שלא חשבתי על כך לעומק עד עכשיו, אבל כשהם שאלו "למה?", לא ידעתי מה לענות. חשבתי על זה עוד, אבל לא מצאתי סיבה טובה.

השפופרת הקתודית בטלוויזיה היא בעצם מאיץ חלקיקים קטן. אלקטרונים מואצים באמצעות שדה חשמלי של כ-30,000 וולט בתוך שפופרת ואקום ופוגעים בחומר פוספורסנטי על המסך שזורח בהתאם לעצמת קרן האלקטרונים. בטלוויזיה צבעונית יש שלוש קרניים כאלו ושלושה סוגי פיקסלים על גבי המסך (אדום, ירוק וכחול). כל קרן פוגעת רק בפיקסלים שמתאימים לה. השילוב של שלושת צבעי היסוד מאפשר לנו לראות תמונה שמכילה את מרבית הצבעים אותם אנו יכולים לראות. הסיבה לכך היא פשוטה: גם בעיניים יש לנו שלושה סוגים של קולטני צבע: האחד רגיש בעיקר לאדום, השני לירוק והשלישי לכחול.

יום שני, 4 במאי 2009

האם ניתן לבשל ביצה עם טלפונים סלולריים?

אדם די מוכר שפגשתי במילואים שאל אותי את השאלה הזו לפני כמה שנים טובות. אני זוכר שמיד עניתי לא, אבל הוא התעקש שאם לוקחים הרבה טלפונים זה אפשרי. לא רציתי להגיד שמדובר בשטויות, אז ניסיתי לשכנע אותו בעזרת חישובים של הספקים וטמפרטורות. לא הצלחתי. Brainiac עושים זאת טוב יותר:

יום שני, 27 באפריל 2009

שפעת החזירים - הכצעקתה?

שפעת היא מחלה נגיפית מוכרת התוקפת מיליוני אנשים ברחבי העולם מדי שנה. מהי, אם כן, שפעת החזירים שכה מרבים לדבר עליה בימים האחרונים?

ראשית יש לומר שהשמות "שפעת העופות" ו"שפעת החזירים" שמרבים להשתמש בהם בתקשורת אינם שמות רשמיים של הנגיף, והם אפילו מטעים במידה מסוימת. מדובר בנגיף שפעת מסוג A שזנים שונים שלו יכולים להתרבות בגופם של יונקים ושל עופות. שפעת החזירים מתייחסת, בעצם, למספר זנים של אותו נגיף, וכך גם שפעת העופות. שפעת החזירים המקסיקנית שהתפרצה במרץ 2009 שייכת לזן H1N1, שגרסאות שונות שלו קיימות כיום. הפחד הוא שמדובר בנגיף בעל מבנה גנטי חדש ולא מוכר - מסוכן וקטלני יותר מצורות מוכרות של הזן H1N1. רועי צזנה מרחיב על המבנה של הזן המקסיקני שהתגלה ב-2009 בפוסט מעניין שהתפרסם היום.

יום שבת, 18 באפריל 2009

סוזן בויל והוויברטו

אני אחד מאותם 47 מיליון צופים (נכון להיום) שהוקסמו מהסרטון ב-youtube בו מופיעה הזמרת החובבת סוזן בויל (Susan Boyle) בתכנית הכשרונות של בריטניה. אני מודה שהתרגשתי. ברור שזה לא נובע רק מבחירת השיר ("חלמתי חלום" מתוך "עלובי החיים"), העבודה המעולה של הבמאי, סיפור חייה הפשוט, האומץ, גילה (47), או הניגוד בין הלבוש המוזנח, המראה המגושם והזלזול הבולט של השופטים ובין יכולת ההופעה שלה. התרגשתי גם בזכות יכולת השירה של סוזן בויל - מנעד הקול והוויברטו.

יום שישי, 17 באפריל 2009

הרקדנית המסתובבת

התבוננו באנימציה הבאה: האם הרקדנית מסתובבת עם כיוון השעון או שהיא מסתובבת נגד כיוון השעון?


את האשליה האופטית הנהדרת של הרקדנית המסתובבת (the spinning dancer) יצר האמן היפני נובויוקי קאיאהרה (Nobuyuki Kayahara). יש כאלו שרואים את הרקדנית כאילו היא מסתובבת עם כיוון השעון, יש כאלו שרואים אותה מסתובבת בכיוון השני, ויש כאלו שהכיוון מתחלף אצלם אחרי כמה שניות של צפייה. אני, למשל, רואה בכל פעם כיוון סיבוב אחר.

יום ראשון, 12 באפריל 2009

המאיץ בשווייץ - האם זה מסוכן?

בתגובה לפוסט הקודם אודות חורים שחורים נשאלתי אם יכולים להיווצר במאיץ LHC חורים שחורים שיסכנו את כדור הארץ. זו שאלה מעניינת שזכתה לתשומת לב בדיווחים בתקשורת אודות הפעלת המאיץ, ובמידה מסוימת אפילו תרמה לעניין הציבורי בניסוי. ראשית יש לומר שמאיץ LHC אכן יכול להפוך ל"בית חרושת" לחורים שחורים זעירים (קרויים גם חורים שחורים מיניאטוריים או חורים שחורים קוונטיים), שגודלם קטן פי עשרת אלפים לערך מגודלו של פרוטון, אבל רק בתנאי שהתאוריה החוזה את קיומם של חורים שחורים כה קטנים אכן נכונה. יש לציין שכיום אין ראיות לנכונותה של תאוריה זו (תאוריה של ממדים נוספים גדולים - Large Extra Dimensions). אחד הניבויים של התאוריה נוגע למסה המינימלית של חורים שחורים. גודלה, על פי הוגי התאוריה, נמוך באופן משמעותי ממה שחשבנו עד כה, ואם אכן כך הדבר אז ייתכן שהאנרגיה במאיץ LHC תספיק ליצירת חורים שחורים זעירים. אנרגיה שקולה למסה, ולכן האנרגיה בהתנגשויות הפרוטונים במאיץ יכולה להפוך למסה של חלקיק חדש, ולצורך העניין של חור שחור.

יום חמישי, 9 באפריל 2009

שאלות ותשובות אודות חורים שחורים

גיא מירושלים שלח לי אתמול אוסף שאלות אודות חורים שחורים:
  1. האם ניתן לראות חור שחור ללא כל מכשור?
  2. האם חור שחור נעלם עם הזמן?
  3. מה הקשר בין מאיץ החלקיקים לחור השחור?
  4. איך חור שחור פועל?
  5. מדוע נוצר ואקום בחור השחור?
תשובות:
1. חור שחור הוא עצם בעל צפיפות חומר גבוהה מאוד, כלומר מסה שמרוכזת בנפח קטן יחסית. כוח המשיכה בתוכו הוא כה גדול עד שאפילו אור (המושפע מכוח הכבידה) לא יכול לצאת ממנו, וזו הסיבה לכך שהחור השחור אכן שחור, כפי שמעיד עליו שמו. אולם, קיימים גופים שחורים נוספים ביקום ולא כל גוף שחור הוא חור שחור, ולכן על מנת לגלות חור שחור יש לבדוק את ההשפעה שלו על הסביבה. חור שחור יעקם קרני אור שמגיעות ממקור הנמצא מאחוריו והוא יגרום לחומר הנמצא בסביבתו לנוע אליו. אם מדובר בכמות גדולה של חומר שנע לעבר החור השחור, החומר יוצר בדרך כלל דיסקה סביב החור השחור הקרויה דיסקת ספיחה. פעמים רבות רואים גם שני סילונים שנפלטים מאזור החור השחור למרחק גדול. הם מורכבים מהחומר בדיסקת הספיחה שלא נבלע בתוך החור השחור. מאפיין נוסף של החור השחור הוא פליטה חזקה של קרני רנטגן (קרני-X). מקור הקרינה בחומר שבדיסקת הספיחה אשר מתחמם מאוד ופולט קרינה אנרגטית. ועוד משהו: צופה חיצוני לא יוכל לראות את חומר שנבלע בתוך החור השחור. הצופה החיצוני יראה את החומר כאילו הוא מאט ולעולם לא נבלע בתוך החור השחור. חזרה לשאלתך - את כל המאפיינים של חורים שחורים, מלבד קרינת רנטגן, ניתן לגלות ללא מכשור מיוחד, בתנאי שהחור השחור קרוב מספיק. עד היום לא התגלו חורים שחורים קרובים ולכן המדענים נאלצו להיעזר במכשור רגיש.

יום שלישי, 7 באפריל 2009

ויטמינים לתינוקות

עוד בבית החולים הופתענו לגלות שמשרד הבריאות ביטל את ההנחיה לתת ויטמין A לתינוקות. יתרה מכך, בכתבה ב-ynet שקישרתי אליה כתוב שכמות עודפת של ויטמין A עלולה להזיק. נראה מוזר - הרי עד עתה היינו חייבים לתת לתינוקות ויטמין A וכעת זה פתאום מסוכן. אני מבין שההנחיות מבוססות על מחקרים, ומחקרים חדשים מחליפים את הישנים, אבל אם התוצאות של המחקר הקודם לא היו כל כך מבוססות אז מומחי המשרד היו אמורים להבין את זה ולא לתת הנחיה שאולי יש בה נזק.

יום ראשון, 5 באפריל 2009

מצג עכוז וניתוח קיסרי

כארבעה אחוזים מהעוברים מגיעים ללידה במצג עכוז (breech), כלומר עם הראש למעלה ועם הרגליים והטוסיק למטה. במהלך השליש האחרון של ההיריון העוברים נוטים להסתדר במצג ראש, ועם זאת מצג עכוז לא מצביע על בעיה כלשהי. עד כמה שידוע לי המנגנון שגורם למרבית העוברים להסתדר במצג ראש אינו ברור לגמרי ויש כאן מידה של אקראיות. ככל הנראה בשלבים מוקדמים של ההיריון העובר יכול להסתובב בחופשיות בתוך הרחם, אך בשלב מסוים ראשו כבר גדול והוא לא יכול לצאת ממצג ראש - ראשו נלכד בחלק התחתון של הרחם והוא כבר לא מסתובב עד הלידה.

יום שבת, 4 באפריל 2009

נולדה לי בת!


לפני שבוע וחצי נולדה לי בת. לוטם מצטרפת לשלושת אחיה הגדולים: שחר, ראם ושקד.

את הפוסטים הקרובים אקדיש, מטבע הדברים, לנושא לידתה של לוטם.

יום ראשון, 22 במרץ 2009

אנרגיית רוח בדנמרק

דנמרק היא המובילה העולמית מבחינת ייצור חשמל בעזרת אנרגיית רוח יחסית לגודל האוכלוסייה. חמישית מייצור החשמל בדנמרק מתבצעת באמצעות טורבינות רוח - הרבה יותר מכל מדינה אחרת. ספרד, אגב, נמצאת במקום השני. הסוד של שתי המדינות הללו נעוץ בעידוד ממשלתי שנשען על דעת קהל חיובית בנוגע לאנרגיה חלופית. דעת הקהל מחייבת את הפוליטיקאים המועמדים לתמוך בפתרונות של אנרגיה חלופית, ובו בזמן עוזרת לממשלות לקבל החלטות מחייבות וארוכות טווח בכל הנוגע לסובסידיות והקלה במס בשלבי ההקמה של תחנות כוח חלופיות בכלל וחוות רוח בפרט.

אנרגיית רוח היא פיתרון מעולה למרבית המדינות, במיוחד אם עצמת הרוחות בהן גבוהה במיוחד. דנמרק מנצלת את הפוטנציאל הזה כמעט עד תום - הן ביבשה והן בים. יש לציין שדנמרק היא מעצמה גם בכל הנוגע לייצור טורבינות - כמחצית מייצור אנרגיית הרוח בעולם מתבצעת באמצעות טורבינות של חברות דניות. נקודה מעניינת נוספת היא מעורבות הקהילות בדנמרק בהקמת הטורבינות - מרבית הטורבינות שייכות לקואופרטיבים מקומיים, כלומר לבעלי הקרקעות ולתושבי הכפרים שבסמוך להם הוקמו הטורבינות.

יום ראשון, 15 במרץ 2009

האם ניתן לשבור כוס באמצעות שירה?





לכל כלי יש צליל מיוחד שאותו שומעים כשמקישים עליו. הצליל הזה נקרא התדירות הטבעית של הכלי (natural frequency). הוא נקבע על ידי מבנה הכלי ועל ידי הרכב החומרים שלו. התדר הזה (תדר הוא בעצם גובה הצליל) נקרא גם תדר התהודה (resonance) ויש לו תכונה מיוחדת - אם משמיעים אותו בעצמה נמוכה יחסית בקרבת הכלי, הכלי מתחיל להתנדנד בעצמה חזקה.

גלי קול שמתפשטים באוויר הם בעצם תנודות של האוויר. מקור גלי הקול גורם לאוויר לנוע במהירות קדימה ואחורה למרחק קטן מאוד, וכך נוצרים שינויים מהירים בלחץ האוויר. אותם שינויים בלחץ האוויר שפוגעים בכלי מרעידים אותו. תדרים מסוימים, תדר התהודה והכפולות שלו, גורמים להיווצרות של גלים עומדים בכלי - אזורים מסוימים בכלי רועדים בעצמה גבוהה ואילו אזורים אחרים כלל לא זזים. אם מדובר בכוס זכוכית דקה, שירה בתדר התהודה יכולה בהחלט לגרום לתנודות חזקות מספיק כך שהכוס תישבר.

על מנת לזהות את תדר התהודה של הכוס, כל מה שצריך זה להקיש על הזכוכית ולשיר בצורה יציבה בתדר הנכון עד שהכוס נשברת. מי שאין לו שמיעה מוזיקלית ויכולת שירה, כלומר קול חזק ויכולת לזהות צליל ולשמור על תדר קבוע, יתקשה לעשות זאת. אגב, הקשית מסייעת לזמר לראות אם הוא שר בתדר הנכון - היא זזה וקופצת כשהתדר הוא תדר התהודה.

אני לא ממליץ לנסות בבית, אבל אם בכל זאת החלטתם ללכת על זה, אז כמה עצות:
  1. קנו כוסות יין זולות, כאלו שאין בהן עופרת.
  2. אם זה לא הולך, חתך קטן בכוס עם סכין חדה מאוד יכול לעזור לשבר להתפתח.
  3. תיבת תהודה (קופסה חלולה מעץ בסגנון תיבת התהודה של גיטרה) מאחורי הכוס יכולה להגביר תדרים מסוימים.
  4. הרכיבו משקפיים או עמדו מאחורי מחסה - זה יכול להיות די מסוכן.
  5. יותר בטוח לעשות את הניסוי עם מחולל תדרים.

יום חמישי, 12 במרץ 2009

עוד כמה מילים על מעבורת החלל

שתי שאלות שקיבלתי במייל לאחר פרסום הפוסטים אודות אסון הצ'לנג'ר:

1. האם תוכל לתאר את מערכת ההנעה של המעבורת?
מעבורת החלל עצמה מכילה שלושה מנועים רקטיים. הדלק למנועים אלו מסופק ממיכל הדלק החיצוני (צבע חום-כתום בתמונה). המיכל מכיל חמצן נוזלי בחלקו העליון ומימן נוזלי בחלקו התחתון. המימן הוא בעצם הדלק והחמצן (המחמצן) משמש לבעירה של המימן. משני צדי מיכל הדלק נמצאים משגרי דלק מוצק שמספקים את מירב ההנעה בעת ההאצה הראשונית. הם מתנתקים כשתי דקות לאחר ההמראה. אסון הצ'לנג'ר נבע מאיבוד האלסטיות של אטמים שנמצאים במשגרים.

2. למה נדחתה המראת מעבורת החלל דיסקברי היום?
הדחייה ליום ראשון (לפחות) נובעת מדליפת מימן ממיכל הדלק החיצוני. גם כאן, בדומה לאסון הצ'לנג'ר, מדובר בבעיית איטום, אלא שהפעם הבעיה במיכל הדלק החיצוני ולא במשגר הדלק המוצק.

לסיום, ארבע המלצות לצפייה וקריאה (באנגלית) אודות אסון הצ'לנג'ר ואודות ריצ'ארד פיינמן:
סרט תיעודי אודות אסון הצ'לנג'ר (10 חלקים)
סרט תיעודי אודות פיינמן (6 חלקים)
ראיון עם פיינמן (5 חלקים)
הפרק בספרו של פיינמן שעוסק בחקירת אסון הצ'לנג'ר

יום רביעי, 11 במרץ 2009

בדיקה מדעית של סיאנסים

בעקבות פרסום הפוסט אודות הסיאנס שהתחמקתי ממנו קיבלתי מספר תגובות מעניינות. שאלה שקיבלתי במייל: האם סיאנסים נבדקו באופן מדעי? אם לומר את האמת, מדענים לא ששים לעסוק בעניינים כאלו. זה טוב לפרסום תקשורתי, אבל גרוע לקריירה אקדמאית. גם במדע יש ענייני אופנה, ואני מתאר לעצמי שקשה לגייס תקציב למחקר אודות סיאנסים, אך בכל זאת היו מדענים שניסו לבדוק את הנושא בצורה מבוקרת. רובם הגיעו למסקנה שמדובר בעורבא פרח, ואף אחד מהם לא הצליח להראות תוצאה מובהקת המצביעה על חיים אחרי המוות. היו מדענים שניסו למצוא הסברים פסיכולוגיים להתרחשות בעת סיאנס, דוגמת הזיות, שנבעו אולי מסיבות פיזיקליות, כמו למשל צליל מסוים בתדרי תת-שמע (פחות מ-20 הרץ) שעליו נטען שהוא גורם למצב של תהודה בעין, וכך השומע אותו רואה "רוח רפאים". אני לא סגור על ההסבר הזה - אנסה לבדוק עוד. בכל אופן הדעה המדעית המקובלת היא שאין ראיות לקיומן של רוחות רפאים.

על החשיבות של חקירת "כמעט תאונה"

שני הפוסטים שפרסמתי אודות אסון הצ'לנג'ר (הראשון והשני) גרמו לי לחשוב על החשיבות של חקירת מקרים של כמעט תאונה. זו הייתה תאונה ידועה מראש. אטמי הגומי היו בעייתיים, ומקבלי ההחלטות, הן בחברה שייצרה אותם והן בנאס"א, ידעו על זה. האטמים נטו להישחק בתנאים מסוימים. הדבר התגלה בניסויים מוקדמים ושחיקה כזו התרחשה גם בטיסה השנייה של תכנית מעבורת החלל האמריקאית (STS-2) ובטיסות נוספות. השחיקה לכשעצמה יכולה הייתה להביא לאסון, אך כאמור ההתפרקות של הצ'לנג'ר אירעה מסיבה אחרת - האטמים איבדו את האלסטיות עקב הטמפרטורה הנמוכה. אין ספק שחקירה אינטנסיבית יותר של אותם מקרי כמעט תאונה היו עשויים למנוע את האסון של 1986.

יום שני, 9 במרץ 2009

ריצ'ארד פיינמן ואסון הצ'לנג'ר

לפני מספר שבועות הזכרתי את ריצ'ארד פיינמן שהשתתף בחקירת אסון מעבורת החלל צ'לנג'ר. בתגובה לפוסט נשאלתי לגבי הסיבה לאסון. המעבורת התפרקה 73 שניות לאחר ההמראה, בגובה של 14.6 ק"מ. ההתפרקות נגרמה כתוצאה מדליפה של גז חם מאוד (מעל 2,500 מעלות צלזיוס) מאחד המנועים הרקטיים. זרם הגז הגיע למיכל הדלק החיצוני ופגע בו, ובמקביל התנתק המנוע הרקטי מהמעבורת. עקב כך שינתה המעבורת את זווית ההטיה שלה, ובבת אחת פעלו עליה כוחות אווירודינמיים עצומים שגרמו לה להתפרק לחתיכות. באותו זמן התלקח הדלק שיצא מהמיכל והוא זה שיצר את ענן העשן סביב המעבורת, אך האסון לא נגרם מפיצוץ.

הסיבה לדליפת הגז נעוצה ברכיב בעייתי במנוע - אטמי גומי (O-ring). מהנדסים של החברה שייצרה את המנועים (Thiokol) ומהנדסים של נאס"א ידעו על מספר בעיות הקשורות לאטמים והתריעו על כך לפני ההמראה. מספר גדול של דחיות בהמראה (מסיבות שונות) יצר לחץ על מקבלי ההחלטות בנאס"א, ובסופו של דבר המעבורת המריאה ב-28 בינואר 1986, לאחר לילה קר במיוחד.

דנידין המודרני

בילדותי אהבתי לקרוא את ספרי דנידין, הילד הרואה ואינו נראה, וחלמתי להיות כמוהו. שאלה שנשאלתי על ידי אורי, תלמיד י"ב מיבנה, החזירה אותי לאותם זיכרונות. אורי שאל אותי אודות חומרים חדשים שיאפשרו ליצור בגדים שקופים, כאלו שמי לובש אותם הופך לבלתי נראה. הוא התעניין באופן הפעולה של אותם חומרים.

ובכן, מדובר במטא-חומרים (metamaterials; ביוונית: "מטא" = "מעבר ל..."), כינוי לחומרים מלאכותיים בעלי תכונות שאין לחומרים רגילים. ייתכן שבעתיד יהיו סוגים שונים של מטא-חומרים, אך כיום הכוונה היא בדרך כלל לחומרים בעלי מקדם שבירה שלילי. מקדם השבירה קובע את כיוון קרני האור שנעות בתוך החומר יחסית לזווית שבה הן חדרו לתוכו. חומרים בעלי מקדם שבירה שלילי מעקמים את קרני האור בצורה שאינה אפשרית בחומרים רגילים (ראו הערה בסוף). מסלול קרני האור יכול, בעצם, לאפשר לנו לראות מקורות אור שנמצאים מאחור, כלומר ניתן להסוות עצם שמכוסה בשכבה עשויה ממטא-חומר.

יום ראשון, 1 במרץ 2009

טורניר הכספות

מדי שנה מקיים מכון ויצמן תחרות פיזיקלית בין קבוצות מבתי ספר תיכוניים. במסגרת טורניר הפיזיקה על שם שלהבת פריאר, פיזיקאי ישראלי רב-פעלים, בונים צוותים של 5 תלמידים כספת שלצורך פתיחתה יש לפתור חידה פיזיקלית אחת או שתיים. מדובר בתלמידים שמגבירים לימודי פיזיקה, והידע הנדרש לצורך פיצוח הכספות אמור להתאים לרמה של 5 יחידות בפיזיקה. ניתן לשלב חידות מורכבות, אבל אם החומר נמצא מעבר לתכנית הלימודים, יש להסביר אותו לפורצים.

יום חמישי, 26 בפברואר 2009

תחרות בין מדענים

בשנת 2003, כשהייתי בתחילת הדוקטורט, השתתפתי בתחרות מיוחדת. איאן הינצ'ליף, מהפיזיקאים הבולטים באטלס (אחד משני הגלאים הגדולים של מאיץ LHC), יזם תחרות בין האוניברסיטאות ומכוני המחקר שנוטלים חלק בפרויקט. הוא הריץ תכנית סימולציה שדימתה את ההתנגשויות בין הפרוטונים במאיץ החלקיקים. הסימולוציה כללה את תגובת גלאי אטלס והוציאה כפלט אוסף של אירועי התנגשות שהתרחשו כביכול בניסוי עצמו. מובן שרוב האירועים כללו תהליכים מוכרים מניסויים קודמים, כאלו שמתוארים על ידי המודל הסטנדרטי של החלקיקים, אך היה ברור שאיאן הטמין בקבצים גם אירועים מיוחדים, שבהם נוצרו חלקיקים "חדשים למדע". זה יהיה המצב גם בניסוי עצמו - רוב האירועים יתאימו לתהליכים מוכרים, שאותם קל לזהות. אם בנוסף להם יתגלו אירועי התנגשות שמתאימים לתהליכים חדשים ולא מוכרים, דובר הניסוי (הדובר הוא האדם החשוב בניסוי, מקביל ליושב ראש) יזכה בפרס נובל לפיזיקה.

יום שני, 23 בפברואר 2009

איך פופר עזר לי להתחמק מסיאנס

בפוסט הקודם סיפרתי על גישתו של קרל פופר למדע. הוא טען שתאוריה יכולה להיחשב לתאוריה מדעית רק אם היא ניתנת להפרכה באמצעות ניסויים. ניתן להדגים גישה זו בעזרת תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין. אחת התחזיות של תורת היחסות נוגעת להתעקמות מסלול קרני האור ליד עצם מסיבי, דוגמת השמש. תחזית זו נבדקה לראשונה על ידי ארתור אדינגטון בעת ליקוי חמה ב-1919. בשעת ליקוי חמה, השמש מוסתרת ולכן ניתן לראות כוכבים שנמצאים כמעט באותו כיוון, ממש בסמוך לה. הוא מדד את מיקומם של כמה כוכבים כאלו ומצא סטייה יחסית למיקומם הרגיל, כשאינם נמצאים בסמוך לשמש על כיפת השמיים. יש לומר שכיום המדידות של אדינגטון שנויות במחלוקת, משום שהוא לא לקח בחשבון חלק מהתצלומים, כאלו שנעשו בעזרת הטלסקופ הראשי שלו, וזאת בטענה שהמיקוד של הטלסקופ לא היה תקין. אולם, לענייננו זו לא הנקודה המרכזית, מה עוד שהתחזית קיבלה אישושים רבים נוספים לאורך השנים. הנקודה החשובה מבחינת גישתו של פופר למדע היא שתורת היחסות היא תורה מדעית משום שהיא ניתנת להפרכה בעזרת ניסויים. אמונה דתית, לעומת זאת, לא ניתנת להפרכה, ועל כן היא שייכת לקטגוריה אחרת - תורות לא-מדעיות שלא ניתן להפריך אותן או לאשש את נכונותן בעזרת ניסויים.

יום שבת, 21 בפברואר 2009

פנטה-קווארק - המשך פסיכולוגי-פילוסופי

בפוסט הקודם כתבתי אודות הפנטה-קווארק (פנטאקווארק).
בקיצור: ב-2003 פורסם מאמר של קבוצה יפנית שבו נטען כי חלקיק חדש התגלה - הפנטה-קווארק. לאחר מכן תשע קבוצות תמכו בגילוי החדש בעזרת ניסויים נוספים. הניסויים הללו נערכו במאיצי חלקיקים אחרים, כך שלא סביר שהייתה כאן הטיה עקב מכשור לא תקין או עקב רמאות מכוונת. אולם, במקביל, מספר קבוצות אחרות קיבלו תוצאות שלילית ולא מצאו את הפנטה-קווארק. בשלב זה נחלקה קהילת החלקיקאים (פיזיקאים של חלקיקים) בין המצדדים בפנטה-קווארק ובין הטוענים כי הוא לא קיים, או לכל הפחות לא התגלה עד עתה. בשנת 2005 החלה הכף לנטות לעבר השוללים את תקפות הגילוי, וקיומו של החלקיק הוטל בספק רב. בסופו של דבר, האוסף הגדול של התוצאות השליליות שכנע את מרבית חברי הקהילה שהחלקיק לא קיים, ואם נותרו עדיין כאלו שחושבים אחרת, הם לא מעיזים לומר זאת בגלוי.

שני דברים מעניינים אותי במיוחד בסיפור הזה:
1. כיצד מצאו עשר קבוצות חלקיק שאינו קיים?
2. מתי תאוריה נחשבת לתקפה ומתי היא מופרכת?

עלייתו ונפילתו של הפנטה-קווארק

רשימת חלקיקי היסוד, שמהם מורכבים החומר והקרינה בעולמנו, איננה ארוכה. ברשימה זו נכללים, בין השאר, שישה קווארקים. ניתן לומר ששני הקלים שבהם, הקווארקים u ו-d, בונים את הנייטרונים והפרוטונים, כלומר את גרעיני כל האטומים המוכרים. הקווארקים קשורים זה לזה באמצעות חלקיקים אחרים הקרויים גלואונים. התמונה הזו קצת פשטנית, ולמעשה אותם פרוטונים ונייטרונים מכילים כמות גדולה של גלואונים ושל קווארקים. הקווארקים והגלואונים הללו נוצרים ונעלמים באופן ספונטני וקשה לגלות את נוכחותם, משום שהם לא משפיעים על מרבית התכונות הבסיסיות של הפרוטון ושל הנייטרון (למשל מטען חשמלי). תכונות אלו מתאימות לצירוף של שלושה קווארקים בלבד: התכונות של הפרוטון מתאימות לזוג קווארקי u וקווארק d אחד, והתכונות של הנייטרון מתאימות לזוג קווארקי d וקווארק u אחד. במילים אחרות, קווארקים וגלואונים מופיעים ונעלמים כל הזמן, אבל בממוצע יש צירוף של קווארקים שמאפיין את החלקיק המורכב (לצורך העניין פרוטון ונייטרון הם חלקיקים מורכבים). אותם קווארקים שמעניקים לחלקיק המורכב את תכונותיו נקראים קווארקי ערכיות (valence quarks).

יום רביעי, 18 בפברואר 2009

האם קיים אפקט קזימיר בימאות?

בפוסט הקודם כתבתי על קוביות קרח ועל אפקט צ'יריוס. בתגובה הפנתה אותי אלה, שגם שאלה את השאלה המקורית, לערך אודות אפקט צ'יריוס בוויקיפדיה. שם הופתעתי לקרוא על כוח הנובע מ"המקבילה הימאית של אפקט קזימיר" שפועל כביכול בין עצמים בנוזל. זה נראה לי מוזר משום שהכוח הנובע מאפקט קזימיר חלש מאוד ויש לו משמעות רק עבור עצמים זעירים, בגודל ננומטרי (מיליארדית המטר) - הוא בוודאי לא מתחרה עם אפקט צ'יריוס. מה עוד שאפקט קזימיר לא קשור כלל לנוזלים. מצאתי אזכור של אותה מקבילה ימאית מסתורית גם בערך הוויקיפדי על אפקט קזימיר בעברית וגם בגרסה מוקדמת של הערך באנגלית (מאי 2007). אבל לפני שאני מגיע למקבילה הימאית, אני רוצה לעסוק באפקט קזימיר עצמו.

"אפקט קזימיר בימאות" - האם קיים כוח מסתורי שמושך ספינות קרובות זו לזו? מקור: Nature

אפקט קזימיר מתאר כוח מיוחד שפועל בין גופים מוליכים, למשל זוג לוחות מוליכים שאינם טעונים במטען חשמלי. מדובר בכוח משיכה שפועל בין הלוחות אפילו אם הם נמצאים בריק (ואקום), כלומר לא פועל עליהם לחץ אוויר או לחץ נוזל. אין הכוונה לכוח המשיכה הכבידתי הפועל בין כל שני גופים, וגם לא לכוח החשמלי הפועל בין גופים טעונים, אלא לכוח אחר לגמרי. הלחץ הנובע מאפקט קזימיר (לחץ הוא כוח חלקי שטח) גדל מאוד כשהמרחק בין הלוחות קטן, ולכן הלחץ משמעותי רק כשהלוחות קרובים מאוד האחד לשני.

ההסבר לאפקט קזימיר איננו פשוט. הוא מבוסס על תורת הקוונטים, או ליתר דיוק על תורת השדות הקוונטית שלוקחת בחשבון גם את תורת היחסות הפרטית של איינשטיין. מושג מרכזי בתורת השדות הקוונטית הוא קיומם של חלקיקים וירטואליים. אלו הם חלקיקים קצרי חיים שנוצרים ונעלמים בכל מקום, אפילו בריק. לא ניתן לגלות אותם ישירות, אבל רואים את ההשפעה שלהם בכל תהליך שמעורבים בו חלקיקים יסודיים. כאמור, אותם חלקיקים וירטואליים נוצרים ונעלמים גם בריק, ולכן הם פועלים על שני הלוחות המוליכים שלנו. הנקודה החשובה מבחינתנו היא שהכוח שהם מפעילים על הלוחות כלפי חוץ קטן מהכוח שהם מפעילים על הלוחות כלפי פנים, ולכן נוצר כוח משיכה בין הלוחות. ההבדל בכוחות נובע מהעובדה שבין הלוחות יש העדפה לחלקיקים מסוימים בלבד, ואילו מחוץ ללוחות אין העדפה, כלומר מחוץ ללוחות יש יותר חלקיקים.


אפקט קזימיר: הלחץ החיצוני שדוחף את הלוחות זה לזה גדול מהלחץ ביניהם שדוחה אותם האחד מהשני. מקור: Wikimedia

באיור כל גל מייצג חלקיק - ניתן לראות שבין הלוחות יש פחות גלים מאשר מחוץ ללוחות. זה דומה קצת לגלי קול בתוך חליל - אורך החליל קובע את תדר התהודה וגלי הקול שנעים בתוך החליל יתאימו רק לתדר התהודה או לכפולות שלו.

מאז שהנדריק קזימיר חזה את האפקט ב-1948 הצליחו מדענים למדוד אותו בעזרת כמה וכמה ניסויים. בימים אלו העניין בו גובר, הן בהיבט התאורטי והן בהיבט הניסיוני, וזאת משום שיכולה להיות לו חשיבות רבה ביישומים ננוטכנולוגיים.

ומה לגבי המקבילה הימאית של אפקט קזימיר? מסתבר שבשנת 1996 פרסם פיזיקאי הולנדי מאמר שבו נטען שאפקט קזימיר דומה למשיכה בין ספינות קרובות בים גלי ללא רוח, תופעה שתוארה בספר צרפתי משנת 1836 (P. C. Caussée, The Album of the Mariner).

האמנם אפקט קזימיר מתרחש בקנה מידה גדול עקב פעולתם של גלי הים? זה נשמע רומנטי ומקסים, ואכן פיזיקאים רבים התפתו להאמין בכך או לכל הפחות לא לבדוק את הפרטים. בסופו של דבר, לא קל למצוא מישהו שמבין מספיק גם בימאות וגם בפיזיקה על מנת לבדוק את ההקבלה הזו לעומק. למרבה המזל, פבריציו פינטו, פיזיקאי שהוא גם ימאי נלהב וגם שונא מיתוסים, החליט לבדוק על מה מדובר וקבע בביטחון שמדובר בשטות גמורה. הוא טוען בכתב העת נייצ'ר שלא רק שהפיזיקאי ההולנדי לא הבין בכלל את הספר הצרפתי, אלא שגם הסופר הצרפתי טעה וכוח כזה בין ספינות איננו קיים כלל ועיקר. הבעיה היא שהמקבילה הימאית כבר החלה להופיע כאנלוגיה תקפה באתרי אינטרנט ובמאמרים (אפילו בנייצ'ר) ולא יהיה קל לעקור אותה מהשורש.

התצלום הבא, שנעשה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, מתאר מערכת למדידת אפקט קזימיר המבוססת על מיקרוסקופ כוח אטומי. מיקרוסקופ כוח אטומי מסוגל למדוד את המיקום המדויק של הכדור המתכתי הנראה בתצלום בשעה שמקרבים אותו ללוח מתכת, וכך לגלות תנועות זעירות של הכדור הנובעות מקיומו של כוח קזימיר.

מערכת למדידת אפקט קזימיר המבוססת על מיקרוסקופ כוח אטומי. מקור: APOD

יום שני, 16 בפברואר 2009

קוביות קרח נדבקות ואפקט צ'יריוס

מי שאוהב להוסיף קוביות קרח למשקה בוודאי שם לב שקוביות הקרח נוטות להידבק. קיבלתי מייל מאלה ששואלת למה זה קורה?

מסתבר שההסבר לניסוי הפשוט הזה אינו פשוט כלל.

כשמכניסים שתי קוביות קרח לכוס מים רואים שהקוביות נעות לכיוונים שונים באופן אקראי, אבל אם הקוביות התקרבו זו לזו, הן מתחילות "להימשך" עד שהן מתנגשות ונצמדות האחת לשנייה. המשיכה נובעת ממתח הפנים של המים. מתח הפנים גורם לפני השטח של המים להתנהג כמו משטח גמיש. אם לוחצים עליו בעדינות או מושכים אותו מלמטה הוא שוקע מעט, ואם מושכים אותו מעלה הוא נמתח ויוצר גבעה. גורם נוסף שמשפיע על צורת פני המים ליד עצם שצף על המים הוא מידת המשיכה בין מולקולות המים לאותו עצם (אדהזיה), אבל הצפיפות של העצם היא הגורם המשפיע יותר. אם העצם צף בזכות הצפיפות הנמוכה שלו הוא ימשוך את המים מעלה ותיווצר גבעה של מים סמוך לקו המגע עם העצם, ואם הוא צפוף מהמים וצף רק בזכות מתח הפנים של המים ייווצר שקע סמוך לקו המגע (למשל כשמצליחים לשים נעץ על פני המים).

קוביית קרח במים. רואים את הגבעה שנוצרת בקו המגע בין הקרח לפני המים. מקור: 123rf

קוביות קרח פחות צפופות מהמים, לכן הן יוצרות מעין גבעה סמוך לקו המגע שלהן עם פני המים. קוביות קרח שמתקרבות זו לזו מטפסות במעלה הגבעה הזו עד שהן נצמדות. זה בדיוק מה שקורה בכוס מלאה בדגני בוקר שצפים על פני החלב. יחידות קורנפלקס שקרובות זו לזו ממש נמשכות. קוראים לתופעה "אפקט צ'יריוס".

כעת מתחיל השלב השני: שכבת המים הדקה בין שתי קוביות הקרח מבודדת משאר המים בכוס, ולכן היא מתחילה לקפוא. במילים אחרות, הקור של הקרח גורם לאותה שכבה לקפוא כשאין לה מגע עם המים החמים יחסית בכוס. שכבת המים בין הקוביות שקפאה והפכה לקרח גורמת להן ממש להידבק זו לזו. ניתן לנסות את זה עם שתי קוביות קרח מחוץ למים. מחוץ למקפיא קוביות הקרח מתחילות להפשיר. זו הסיבה לכך שקוביות קרח חלקות למגע. כשמצמידים את הקוביות חזק הן נדבקות משום ששכבת המים ביניהן מבודדת מהאוויר וקופאת.

דרך אגב, איגלו בנוי על אותו עיקרון - המים בין לבני השלג קופאים והלבנים נדבקות זו לזו. בזכות ההדבקה הזו (ובזכות המבנה דמוי הכיפה) האיגלו הוא מבנה יציב ושימושי גם בתנאי מזג אוויר קשים.

 

פודקאסט שימושי

כשיש לי קצת זמן פנוי אני נהנה להאזין לפודקאסט של רן לוי. אתמול היו לי עשר דקות פנויות לפני שהייתי צריך להביא את אחד הילדים מהגן והסתפקתי בקריאת התקציר. הגעתי לקטע מסקרן במיוחד, שיכולתי בקלות להסכים איתו:

"הפסיכולוגים הכניסו שחקן לתוך קבוצה של אנשים, וביקשו ממנו להתמוטט על הרצפה ולפרפר באופן משכנע. הם מדדו כמה זמן לוקח לקבוצה לסייע לו. השעון לא משקר: ככל שמספר האנשים בקבוצה היה גבוה יותר, לקח יותר זמן עד שנמצא מתנדב שיעזור. שתי סיבות אפשריות הועלו לתופעה הזו. הראשונה אומרת שכולם מחכים לאיזה אות, סימן מנחה ממישהו, שהגיע הזמן לעשות מעשה. מכיוון שכולם מחכים, חולף זמן רב יותר עד שמשהו קורא בפועל. הסיבה האפשרית השנייה היא שככל שיש יותר אנשים מסביב, כך הולכת ופוחתת תחושת האחריות האישית של כל צופה. כל אחד אומר לעצמו 'ודאי יש מישהו בקהל שהוא מוסמך יותר או מוכשר יותר ממני לטפל במצב'."

באותו רגע אשתי נכנסה הביתה: "עוד לא יצאת?!", היא אמרה. לקחתי את המפתח ויצאתי לכיוון הגן. את הטלפון הנייד שכחתי בבית. בדרך שכבה אישה מבוגרת על השביל. ניסיתי לעזור לה. היא הייתה מעורפלת. מצב מסובך: אני אפילו לא יכול להתקשר לגן או הביתה לבקש עזרה. רצתי לגן ויחד עם הבן חזרנו בריצה לאישה ששכבה באותו מקום. זה לא היה מקום מרכזי, אבל כמו שרן לוי מזהיר בפודקאסט: אנשים לא ניגשו לעזור. מצויד בידע המעשי שרכשתי, הבנתי שהם רוצים לעזור אבל מחכים לסימן. כדאי גם לזכור שעזרה במקרים כגון אלו כרוכה בחדירה מסוימת לפרטיות ואנשים מהססים בטרם יעשו זאת. הצלחתי להדריך אותם: הבן רץ הביתה להביא את אשתי, סימנתי לשכנים להתקשר לאמבולנס, תלמידי בית ספר עזרו לי להרים אותה והאישה עצמה הצליחה לומר לי את מספר הטלפון של בנה. כשהאמבולנס הגיע פרשתי הביתה לשמוע את הפודקאסט במלואו.

יום ראשון, 15 בפברואר 2009

התנגשות הלוויינים ואסון הצ'לנג'ר

משפט אחד הקשור להתנגשות הלוויינים שאירעה בשבוע שעבר מעצבן אותי במיוחד: "הסיכוי שהתנגשות כזו תתרחש היה אחד למיליון או אפילו אחד למיליארד" (למשל ב-Times online). אז קודם כל המשפט עצמו לא מובן: האם זה הסיכוי שהתנגשות כזו תתרחש אי פעם, או שזה הסיכוי להתנגשות אחת בשנה, או שמא אחד ממיליון לוויינים צפוי לעבור התנגשות.
שנית, האם המשפט נאמר לפני ההתנגשות? ועל סמך מה? חישוב של הסתברות תמיד צריך להתבצע מראש ולהסתמך על מודל מסוים. אין שום משמעות לזריקת מספרים לאוויר, במיוחד אם הם נעשים לאחר האסון. לא ניתן לחשב הסתברות שמשהו יקרה אחרי שהוא כבר קרה. אפשר לומר שבהסתמך על מודל X אירוע מסוים יקרה פעם ב-Y שנים, אבל הרי המקרה כבר קרה וניתן לחקור אותו ולבנות מודל חדש שבוודאי מדויק יותר מהמודל הישן. לכן, להסתברות הישנה אין כיום שום משמעות. אבל חשוב מכך, אם מישהו אמר את המשפט לפני ההתנגשות, אז או שהוא מהנדס/מנהל גרוע שההערכות שלו שוות כקליפת השום, או שחמור יותר - הוא מטעה ביודעין.

שריפות היער באוסטרליה וההתחממות העולמית

שריפות היער במדינת ויקטוריה שבאוסטרליה גבו את חייהם של למעלה מ-180 בני אדם ומספר עצום של בעלי חיים. ידוע שלפחות חלק מהשריפות נגרמו בשל הצתות, וחשודים אכן נעצרו. יחד עם זאת, קדמה לשריפות בצורת של כמה שנים, ויתרה מכך - גל חום כבד במיוחד פקד את האיזור בינואר 2009. מאז שהחלו מדידות הטמפרטורה באוסטרליה לפני כ-150 שנה לא נרשם גל חום כה חזק - הטמפרטורות במלבורן הגיעו ל-46 מעלות צלזיוס. קרוב לוודאי שאותם פירומנים, שאחראים לחלק מהשריפות, הצטרפו ל"חגיגה" לאחר הדיווחים הראשונים על שריפות שפרצו באופן ספונטני.
מעבר לטרגדיה האנושית ולפגיעה בעולם הטבע הייחודי של אוסטרליה מעניינת אותי השאלה אם יש קשר בין השריפות להתחממות העולמית. במאה השנים האחרונות עלתה הטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ בשלושת רבעי מעלה. על כך אין ויכוח. הוויכוח לגבי ההתחממות העולמית נוגע לסיבות שגרמו לאותה עלייה יוצאת דופן ולתוצאותיה של ההתחממות.

יום שבת, 14 בפברואר 2009

סרטון הדמיה של התנגשות הלוויינים


בהמשך לפוסט אודות התנגשות לוויינים בחלל מצורף סרטון הדמיה של ההתנגשות שהפיקה חברת AGI.

כנס למשחקי חשיבה

יוסי אלרן, ידיד שלי ממכון ויצמן, מארגן כנס שמוקדש למשחקי חשיבה, חידות, פאזלים ומתמטיקה יצירתית. נשמע מעניין. העלות: 35 ש"ח בהרשמה מראש, 50 ש"ח להרשמה בכנס עצמו. הגבלת גיל: 17 ומעלה.

באותה הזדמנות, כמה קישורים לאוספים של חידות מחשבה:
אוסף חידות בפורטל מתמטיקה בוויקיפדיה העברית - ביוזמתו של יוני טוקר, ידיד נוסף שלי, גם הוא ממכון ויצמן.
משחקים וחידות באתר אלף אפס המוקדש לשעשועי מתמטיקה.
חידות מתמטיות באתר Cut the knot.

יום חמישי, 12 בפברואר 2009

אוטיזם וחיסונים

בית משפט מיוחד בארצות הברית נדרש להכריע אם חיסון גרם להופעת אוטיזם אצל שלושה ילדים. ההחלטה של בית המשפט הייתה שלא נמצא קשר ישיר בין אוטיזם לחיסונים. המשמעות של פסק הדין היא שהמשפחות לא יקבלו פיצוי כספי. ראשית אני רוצה להעיר שאני לא חושב שבית משפט צריך לפסוק בנושאים כאלו. הייתי מעדיף לראות ועדה ציבורית שמורכבת מרופאים מומחים, אנשי מדע, נבחרי ציבור, שופטים ואזרחים מהשורה דנה בנושאים עדינים כאלו. לדעתי ועדה כזו יכולה לזכות בתמיכה ציבורית רחבה יותר ואף להגיע לחקר האמת באופן טוב יותר.

התנגשות לוויינים בחלל

ביום שלישי האחרון התנגשו שני לוויינים בחלל. ההתנגשות אירעה מעל סיביר בגובה של 790 ק"מ מעל פני כדור הארץ. אחד הלוויינים הוא לוויין תקשורת של אירידיום, רשת שמפעילה טלפונים ניידים בעלי קליטה כלל-עולמית. הלוויין השני הוא לוויין תקשורת רוסי (קוסמוס 2251) שיצא מכלל שימוש לפני כמה שנים. ההתנגשות גרמה להרס מוחלט של שני הלוויינים ויצרה כמות גדולה במיוחד של פסולת חלל, פסולת שעלולה אף להגיע למסלול נמוך יותר שבו נעה תחנת החלל הבינלאומית (בגובה של בערך 350 ק"מ).

למה התחלתי לכתוב בלוג

אני נמצא די הרבה באינטרנט, בעיקר בשביל לבדוק מידע מדעי ולקרוא חדשות מדעיות (לינקים לאתרי חדשות מומלצים באנגלית נמצאים משמאל). בעצם בכל אחת מהעבודות שאני עושה יש צורך לוודא פרטים, והדרך הנוחה ביותר לעשות את זה היא באמצעות האינטרנט. אני משתדל לחפש מידע גם בספרים, כמו פעם, אבל לפעמים זה יותר מסובך. יוצא שגם אם אני מסיים בקריאת ספר, זה קורה בדרך כלל רק אחרי שהבנתי את חשיבותו מהאינטרנט.

הבעיה היא שלפעמים המידע באינטרנט שגוי (בעצם גם בספרים, אבל פחות) וצריך ניסיון בשביל להבין שהוא שגוי. קורה לי הרבה שאני מבין שיש שגיאה, אבל לוקח לי המון זמן למצוא את ההסבר הנכון. אם אני לא מתעצל, אני מנסה להבין לבד את ההסבר, ואם זה מצליח - זו הנאה ענקית.

אני מתכנן להקדיש חלק מרכזי בבלוג הזה להבנות כאלו שהגעתי אליהן בעמל רב או לדברים מעניינים אחרים שאני נתקל בהם מדי פעם. חבל לי לא לסכם את זה היכן שהוא. אשמח גם לענות על שאלות. ניתן לשלוח לי מייל או להשאיר תגובה.
המטרה שלי היא שהפוסטים יהיו ברורים ומעניינים. אם יש טעות או שכתבתי בצורה לא מובנת, אשמח לשמוע הערות, ובאופן כללי אני חושב שהבלוג הזה יכול להיות מקום טוב לפתח דיונים.

יום רביעי, 11 בפברואר 2009

קצת עלי

שלום לכולם,אריה מלמד-כץ
לפני הצבא למדתי הנדסת אלקטרוניקה באוניברסיטת בן-גוריון, ואחרי שירות של 6 שנים בתפקיד מהנדס חזרתי ללימודים, הפעם במחלקה לפיזיקה. במהלך לימודי התואר השני שהיתי במשך כמה חודשים בפרסקטי (Frascati) שליד רומא. שם התוודעתי לתחום של פיזיקת החלקיקים שעניין אותי מגיל צעיר. בהמשך הלימודים עברתי לעבוד עם מאיץ החלקיקים LHC שממוקם ב-CERN על גבול שווייץ-צרפת. זה היה פרויקט הרבה יותר גדול - למעשה מדובר בפרויקט המדעי הגדול בעולם. לאחר שסיימתי תואר שני בהצטיינות התלבטתי אם להמשיך לתואר שלישי. החלטתי להמשיך בעיקר בגלל העניין והרצון להעמיק, והגשתי בקשה להתקבל ללימודי תואר שלישי בפיזיקה במכון ויצמן.
זו הייתה תקופה מרגשת מהיבטים שונים: כמה ימים לאחר שעברתי את ועדת הקבלה של מכון ויצמן התחתנתי עם ג'ודי, ואחרי שנה נולדו לי תאומים זהים - שחר וראם. שנתיים וחצי מאוחר יותר נולד שקד.
הדוקטורט שלי עוסק באפשרויות של גילוי חלקיקים חדשים בעזרת גלאי אטלס, אחד משני הגלאים הענקיים של מאיץ LHC. אטלס מורכב ממיליוני יחידות גילוי קטנות והבנה של פעולתן המשולבת היא עסק לא פשוט. אחד המחקרים המעניינים מבחינתי היה אפשרות הגילוי של חורים שחורים זעירים במאיץ. מהתגובות בהרצאות שנתתי הבנתי שהנושא יכול להיות מעניין גם עבור הציבור הרחב ופניתי לירחון גליליאו. כתבתי שני מאמרים על חורים שחורים (חלק ראשון וחלק שני), ואז בעצם התחיל ה"רומן" שלי עם הכתיבה. בסוף 2008, שלושה חודשים לאחר שמאיץ LHC הופעל לראשונה, עבודת הדוקטורט שלי אושרה.
בנוסף לכתיבת מאמרים עבור גליליאו, אני משמש כעורך מדעי של הירחון גליליאו צעיר שמיועד לילדים ונערים, ואני כותב עבורו כתבות וסיפורים מדעיים והיסטוריים. בימים אלו אני עסוק בכתיבת פרקי הסיפור השלישי: "מגילת הזהב". קדמו לו "מני הבלש" ו"דפי וארצ'י".
בנוסף לכתיבה אני עוסק כיום בפיתוח תכניות העשרה לתלמידי תיכון שמגיעים לימי עיון במכון ויצמן ואני עורך הרצאות והופעות מדעיות לילדים, בני נוער ומבוגרים. לאחרונה התחלתי לתת שירותי ייעוץ מדעי לגופים שפונים אלי באופן פרטי, בעיקר גופים מתחום התקשורת.