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.

הקבוצה של מכון ויצמן החליטה להשתתף בתחרות, ואנו קיבלנו גישה לקבצים של איאן. במקביל פורסם דבר התחרות בעיתוני מדע. לאחר שהתגברנו על קשיים טכניים קלים היו הנתונים זמינים לניתוח ואני התפתיתי להישאר כל הלילה ולנסות לפענח מה נמצא שם. עם אתגר כזה ניתן להתמודד באחת משתי גישות: להפעיל אלגוריתמים ספציפיים של ניתוח שיאתרו חלקיקים מסוימים או לבוא בגישה כוללת ולחפש בנתונים סטיות מהמודל הסטנדרטי. כשסטיות כאלו מתגלות ניתן להתחיל לחקור אותן לעומק. בחרתי בגישה השנייה, הכללית יותר. קצת אחרי שתיים בלילה הבנתי מה קורה שם ותוך חצי שעה "גיליתי" שני חלקיקים חדשים: 'W ו-'Z, ואריאציות כבדות של שני חלקיקים מוכרים: בוזוני W ו-Z. בצהריים פגשתי את המנחה שלי, פרופ' אהוד דוכובני, סיפרתי לו על החדשות והלכתי לישון.

לא ידענו אם חלקיקים חדשים נוספים הוטמנו במידע, והקבוצה שלנו החלה לערוך פגישות יומיות, בליווי פיצה, על מנת להעלות רעיונות וכיווני חיפוש נוספים. תחילה לא מצאנו כלום. בשלב מסוים העליתי את האפשרות שהוטמן אוסף חלקיקים הקשור למודל ההיגס הקטן, בין השאר משום שהיה ידוע לי שאיאן הינצ'ליף הרבה לעסוק בו. 'W ו-'Z, שאת קיומם ראינו בבירור, מהווים חלק ממודל ההיגס הקטן. משלב זה עמיתי הדוקטורנטים התרכזו בחלקיקים נוספים הקשורים למודל ההיגס הקטן ואכן "מצאו" חלקיקים כאלו. היה מדובר באירועים בודדים, ואני חשבתי שאסור לנו לדווח על גילוים עקב מעט הסטטיסטיקה. במקביל מצא אהוד ראיות חלשות לקיומו של חלקיק אחר - לפטו-קווארק, מין תרכובת בין לפטון וקווארק. בסופו של דבר הכליל אהוד בדו"ח הסופי שלנו את החלקיקים שמתאימים למודל ההיגס הקטן והשאיר בחוץ את הלפטוקווארק שלא התאים למודל.

תמונה קבוצתית לאחר הזכייה - אני מחזיק את הפרס

לאחר חודשיים הכריז איאן על התוצאות בכנס של אטלס שנערך בפראג. אנו זכינו במקום הראשון יחד עם הקבוצה של קיימברידג' ועם פיזיקאי איטלקי שעבד לבד. לא הגענו לכנס והסתפקנו באינטרנט. התברר שבנוסף ל-'W ו-'Z, שאותם מצאתי כבר ביום הראשון, לא היו בנתונים חלקיקים נוספים הקשורים למודל ההיגס הקטן, אך היה שם לפטו-קווארק. ראש הקבוצה, גיורא מיקנברג, שהיה בכנס, אסף בשבילנו את הפרס - משחק הרכבה מעץ (בתצלום אני מחזיק את הפרס ביד). המשחק הוצג במשך כמה שנים בחדר הדיונים שלנו, מבלי שאיש ינסה לפרק ולהרכיב אותו, והוא החל להעלות אבק. כשהחלו לשפץ את חדר הדיונים הצלתי אותו ברגע האחרון. שאר הדוקטורנטים שהשתתפו בתחרות סיימו את הלימודים, ומלבדי אף אחד כבר לא התעניין בפרס ההיסטורי. כשסיימתי גם אני את הדוקטורט לקחתי אותו איתי, ואז הוא זכה סופסוף לשימוש יומיומי - הילדים שלי משוגעים על המשחקים האלה.

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.

 ליקוי החמה שצפה בו אדינגטון בשנת 1919 ואשר סיפק אישוש ראשוני לתורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין

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.

במאמר מוסגר אומר שהיחס שלי כלפי הדת הוא מורכב. אינני אדם מאמין אך גם אינני אתאיסט. הייתי מגדיר את עצמי כאגנוסטיקן. אני מתייחס לדת המופשטת בכבוד, בעיקר מטעמים רגשיים ומטעמי כיבוד מסורת. אמנם איני מנהל אורח חיים דתי, אך נושאי דת מעניינים אותי, ולעתים קרובות למדי אני מעיין בתנ"ך ובגמרא. עם זאת, אני רחוק מאוד מאמונה בתופעות על-טבעיות, ואני משוכנע שיש להן הסבר מדעי.

לפני שנים התיידדתי עם בחור דתי. יום אחד השיחה שלנו גלשה לענייני אמונה. כשאמרתי לו שדת אינה ניתנת להוכחה הוא ביקש ממני לבוא לסיאנס על מנת שיוכל להוכיח לי את נכונותה של הדת בצורה מדעית. היום אני יודע שהיחס של היהדות כלפי מאגיה הוא שלילי בעיקרו, אבל אז לא ידעתי זאת. מצד אחד לא רציתי להפסיד בוויכוח, אך מצד שני לא היה לי זמן ולא היה לי רצון להגיע לאותו סיאנס שממילא לא היה מוכיח לי כלום.

בתגובה להזמנה עניתי לו: "אשמח לבוא, אבל אעשה זאת בתנאי אחד - אם הסיאנס יכשל אתה תפסיק להאמין ותעזוב את הדת". בעצם הצבתי בפניו מבחן פופריאני על מנת לבדוק אם הוא אכן מתייחס לדת כתאוריה מדעית, כלומר תאוריה הניתנת להפרכה. הבחור חשב כמה דקות ובסופו של דבר אמר: "אתה יודע מה - אני מעדיף שלא תבוא". הבנתי שהאמונה שלו עמוקה והוא לא רוצה להעמיד אותה למבחן אמפירי דרך הצלחה או כישלון של סיאנס זה או אחר. לימים נודע לי ששני מכרים שלי חזרו בתשובה בהשפעתו.

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?

בקשר לשאלה הראשונה, ברור לי שהפיזיקאים פרסמו את מה שהם מצאו כשניתחו את התוצאות ולא רימו במתכוון. הבושה בגילוי חלקיק שאינו קיים היא גדולה. קרוב לוודאי שההסבר נעוץ בהטיית הנסיין: מדענים שמחפשים משהו מסוים עלולים לפרש את התוצאות בצורה שגויה לטובת התוצאה שאותה הם קיוו לגלות. ההטיה הזו נפוצה יותר ממה שחושבים, במיוחד כשכמות הנתונים קטנה, ועל מנת להתגבר עליה יש צורך במשנה זהירות. כשמדובר בגילוי ראשוני קיימת בעיה מיוחדת: השתהות בפרסום לצורך בדיקה נוספת עלולה להעניק את הבכורה למתחרים. ובכל זאת יש לי עדיין בעיה להבין את מה שקרה, משום שהחשש מהמתחרים מסביר אולי את התנהגות היפנים, אבל מה לגבי תשע הקבוצות האחרות? האם הן העדיפו "להשתתף בחגיגה" של הגילוי החדש במקום לנסות להפריך את הגילוי של המתחרים? אני משער שההתאמה המושלמת בין תכונות החלקיק החדש למודל שהוצע ב-1997 השפיעה עליהן. ההתאמה גרמה לרבים לקבל את הפרסום הראשוני ללא עוררין, ובאווירה שנוצרה היה צריך אומץ לומר שלא היה שם גילוי. להגנתן של הקבוצות אני יכול לומר ששיטות הניתוח בתחום הזה אינן פשוטות, והמהימנות שלהן נמוכה כשכמות הנתונים קטנה מאוד.

 פילוסוף המדע קרל פופר

לגבי השאלה השנייה, מובן לי שהגדרת הרגע שבו תאוריה מפסיקה להיות תקפה אינה פשוטה. פילוסוף המדע קרל פופר טען שתאוריה מדעית צריכה להיות ניתנת להפרכה באמצעות ניסויים. הוא הוסיף וטען שהמדע מתקדם מתאוריה אחת לאחרת באמצעות הפרכה ניסיונית של תאוריות ישנות. אין ספק שלהפרכה של תאוריות יש תפקיד חשוב בהתפתחות המדע, אבל לפעמים המצב מורכב יותר, ויש גורמים חברתיים פנימיים שמשפיעים על הקהילה המדעית. כך למשל, ייתכן שתאוריה מצליחה לעמוד במספר גדול של ניסויים, אך נכשלת בניסוי אחד בלבד, או בניסויים בודדים. במקרה כזה התאוריה לא תיזנח לחלוטין - המדענים ינסו למצוא תאוריה כוללת יותר שתכיל את התאוריה שנכשלה ותצליח להסביר מדוע היא נכשלה במקרים אלו. המודל הסטנדרטי של החלקיקים הוא דוגמה לתאוריה כזו. הוא עבר בהצלחה אלפי ניסויים, אך נכשל באחד (גילוי מסה גדולה מאפס של חלקיקי נייטרינו). על פי פופר היינו צריכים לזרוק את המודל הסטנדרטי לפח, אבל זה לא קורה ולא יקרה. החלקיקאים מנסים למצוא תאוריה כללית יותר שהמודל הסטנדרטי יהיה קירוב שלה. המקרה של הפנטה-קווארק שייך לקטגוריה אחרת. הפיזיקאים היו במבוכה כשמספר ניסויים תמכו בתאוריה ואילו ניסויים אחרים הפריכו אותה. הם חיכו לתוצאות נוספות על מנת להכריע, ואלו אכן הגיעו והיטו את הכף נגד הפנטה-קווארק. גם כאן המדענים לא הלכו בעקבות פופר ולא הסתפקו בניסוי אחד על מנת להפריך את התאוריה. היה להם מובן שתוצאות של ניסויים עלולות להיות שגויות ושקיימות הטיות פסיכולוגיות.

בשני הפוסטים הבאים אעסוק בהיבטים נוספים של שתי השאלות שהעליתי ואעשה זאת באמצעות שני אירועים מחיי.

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).

 חלקיקי היסוד של החומר ותכונותיהם
 
החלקיקים המורכבים מקווארקים נחלקו עד 2003 לשני סוגים: באריונים (baryons) המכילים שלושה קווארקי ערכיות ומזונים (mesons) המכילים קווארק ואנטי-קווארק. אנטי-קווארק הוא האנטי-חלקיק של קווארק, ולכל אחד מששת הקווארקים מתאים אנטי-קווארק אחד. לא אפרט אודות אנטי-חומר בפוסט הזה; רק אזכיר שהוא מוכר היטב מאז שנות ה-30 של המאה העשרים וההילה שנקשרה לו בספרו של דן בראון "מלאכים ושדים" קצת מוגזמת.יש המון ספקולציות לגבי סוגי חלקיקים נוספים שמורכבים מקווארקים. כך למשל, יש המפרשים מדידות הנוגעות למזונים מסוימים ככאלו המרמזות על כך שהם בנויים בעצם משני קווארקים ושני אנטי-קווארקים. במקרה זה קשה להכריע אם כך הדבר.

 מבנה הפנטה-קווארק

ב-2003 התחוללה מהפיכה קטנה בתחום פיזיקת החלקיקים. קבוצה יפנית, שסיימה לנתח תוצאות ניסוי שנערך שנתיים קודם לכן, דיווחה על גילוי של חלקיק חדש. מדובר בחלקיק קצר חיים שלא התגלה ישירות בגלאי, אלא קיומו נצפה באופן עקיף - באמצעות תוצרי הדעיכה שלו. גילוי חלקיקים שנוצרו בהתנגשויות במאיצי חלקיקים באמצעות שחזורם מתוך התוצרים הסופיים הוכיחה את עצמה פעמים רבות בעבר והיא שימושית מאוד עבור חלקיקים קצרי חיים המכונים גם חלקיקי תהודה (resonance). למעשה, גילוי ישיר של חלקיקים כאלו אינו אפשרי. תוצרי הדעיכה יכולים לרמז גם על הרכב החלקיק החדש, ובצורה זו היפנים ראו דבר מפתיע: החלקיק שהתגלה לא היה מורכב משלושה קווארקים (באריון) וגם לא משניים (מזון), אלא היו בו חמישה קווארקי ערכיות, או ליתר דיוק 4 קווארקים ואנטי-קווארק אחד. חלקיק זה כונה פנטה-קווארק (פנטאקווארק, pentaquark) עקב חמשת הקווארקים שהוא מכיל.

אפשרות קיומם של פנטה-קווארקים נחזתה שנים קודם לכן. צבי ליפקין ממכון ויצמן הציע את אחד המודלים הראשונים של פנטה-קווארקים, אבל מבחינת הרכב הקווארקים שבו, התאים החלקיק החדש למודל אחר שהוצע ב-1997 על ידי 3 פיזיקאים רוסים. אפילו המסה שלו, כפרוטון וחצי, התאימה לאחד החלקיקים באותו מודל.

בשנתיים הבאות, תשע קבוצות אחרות פרסמו מאמרים שבהם נטען כי גם הן מצאו את אותו פנטה-קווארק. היו אף כאלו שדיווחו על מציאת פנטה-קווארקים נוספים. תוך כדי כך כמה קבוצות ניתחו תוצאות של ניסויים ישנים ולפתע מצאו בהם עדויות לקיומם של פנטה-קווארקים. עם זאת, ניסויים אחרים, בהם כאלו שהתבצעו בתנאים זהים, לא הראו ראיות לקיומו של החלקיק החדש. מאז נערכו ניסויים רבים נוספים, שבהם נאספה כמות גדולה יותר של נתונים, והיום ברור מעל לכל ספק שהפנטה-קווארקים המדוברים לא התגלו, כלומר התוצאות שדווחו היו שגויות.

בפוסט הבא אנסה לנתח את סיפורו של הפנטה-קווארק, שעל אף המבוכה הגדולה שהתחוללה סביבו, ואולי דווקא בגללה, יש לו חשיבות בהיסטוריה של המדע.

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.

אני משוכנע שאפילו הערכה על כך שיש הסתברות נמוכה להתנגשות כזו אין לה על מה להסתמך, ואני אומר זאת לא רק על סמך מבחן התוצאה, אלא בגלל שהלוויינים לא שוגרו באופן אקראי לחלל - הם שוגרו למסלול מיוחד הקרוי מסלול קוטבי. המסלולים הקוטביים בגובה נמוך יחסית מאוכלסים למדי ולא רק בלווייני תקשורת, אלא גם בלווייני מיפוי, לווייני תצפית ולווייני מזג אוויר. לוויין שנע במסלול קוטבי עובר מעל נקודות רבות בכדור הארץ, ויש לכך יתרון מיוחד עבור לווייני מיפוי, למשל, שמעוניינים לבצע סריקה שיטתית כלל-עולמית בזמן קצר יחסית. הקטעים המסוכנים במסלולים קוטביים הם האזורים מעל שני הקטבים שלוויינים רבים עוברים בהם, ואם מספר לוויינים נמצאים בגובה קרוב, סטייה של אחד מהם עלולה להביא להתנגשות מעל אחד הקטבים בשלב מסוים של חייו. אם כך, ההסתברות להתנגשות של לוויינים קרובי-ארץ הנעים במסלול קוטבי איננה כה נמוכה.

העניין של ההסתברות מזכיר לי את ועדת החקירה של אסון הצ'לנג'ר. המעבורת התפרקה ב-28 בינואר 1986, 73 שניות לאחר השיגור. הטיסה הספציפית הזו זכתה לסיקור תקשורתי נרחב במיוחד משום שעל סיפון המעבורת הייתה אזרחית, מורה שהתכוונה להעביר שיעור מהחלל. בניגוד למצופה, ועדת החקירה עשתה המון בעיות לנאס"א, וזאת בגלל אחד החברים, הפיזיקאי הנודע ריצ'ארד פיינמן. מסקנות הוועדה לא היו קלות לנאס"א והטילו עליה את האחריות לאסון, אבל פיינמן לא הסתפק בכך ודרש להוסיף נספח אישי בו הוא מפרט את דעתו הביקורתית על נאס"א. פיינמן התרעם במיוחד על כך שראשי נאס"א טענו שההסתברות לאסון בטיסה בודדת היא 1 ל-100,000 בעוד שהמהנדסים נקבו במספר 1 ל-100. נכון להיום, ניתן לומר שהמהנדסים היו קרובים למה שקרה בפועל: 2 אסונות מתוך 131 טיסות. ההערכה של ההנהלה הייתה מופרכת לחלוטין, או כמו שפיינמן אמר:

It would appear that, for whatever purpose, be it for internal or external consumption, the management of NASA exaggerates the reliability of its product, to the point of fantasy
נראה שמסיבה כלשהי, בין אם היא נועדה למטרות פרסום פנימיות או חיצוניות, הנהלת נאס"א מגזימה בדיווח אודות אמינות המעבורת, עד כדי כך שההערכה מגיעה לכדי פנטזיה



עוד על אסון הצ'לנג'ר: ריצ'ארד פיינמן ואסון הצ'לנג'ר, על החשיבות של חקירת "כמעט תאונה"

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.

הפאנל הבין-ממשלתי לחקר שינויי אקלים (IPCC) שפועל בחסות האו"ם כולל בתוכו מאות מדענים החוקרים את אקלים כדור הארץ. מטרתם לאסוף את הנתונים שפורסמו ולהציג אותם בצורה ברורה. קראתי חלק גדול מהדו"ח האחרון שלהם שהופק ב-2007 (ניתן למצוא אותו באתר של IPCC). אני סבור שהם עושים עבודה טובה בכל הקשור לאיסוף החומר וגם בכל הקשור להסקת המסקנות, אבל צורת ההצגה אינה ברורה מספיק לטעמי. על כך אולי בפעם אחרת.
בכל אופן, ה-IPCC טוען (עמ' 5) שקרוב לוודאי (very likely) שהאדם אחראי לעליית הטמפרטורות מאז אמצע המאה ה-20, וזאת כתוצאה מפליטת גזי חממה לאוויר. הם מבססים את המסקנה באמצעות ניתוח שלושת הגורמים העיקריים שיכולים לגרום לשינויי טמפרטורה: שינויים בעצמת קרינת השמש, פעילות געשית (מורידה את הטמפ') וגזי חממה. מבין אלו, מדידות של השניים הראשונים מראות שהטמפ' הייתה אמורה לרדת בחמישים השנים האחרונות. אם כך, העלייה בריכוז גזי החממה, שמקורה ללא ספק בפעילות האדם, גרמה לעליית הטמפרטורה. המסר הזה שהאדם אחראי להתחממות העולמית מוסכם על כל חברי ה-IPCC ועל מרבית החוקרים בעולם שעוסקים בתחום.

ה-IPCC מתייחס באריכות גם לתוצאות אפשריות של ההתחממות העולמית. זו, אגב, עלולה להגיע לסדר גודל של 4-2 מעלות צלזיוס נוספות במהלך המאה ה-21. מבין הסכנות האפשריות, זו שמתייחסת לאירועי מזג אוויר קיצוניים היא פחות ודאית (סכנות ודאיות יותר - בצורת, מחסור במים, עליית פני הים, היעלמות מינים). מה עוד שלשם בדיקה שלה יש צורך בהרבה יותר סטטיסטיקה ממה שיש כעת. אני לא מחויב לזהירות שבה נוקט ה-IPCC, ולכן אני מוכן להעז ולומר ששריפות היער באוסטרליה נובעות מההתחממות העולמית. נכון שאין ודאות סטטיסטית, משום שאין מספיק מידע לגבי שריפות יער באוסטרליה בתקופות קדומות (וקרות יותר), אבל מצד שני המנגנון שבו ההתחממות העולמית גורמת לפרוץ השריפות הגיוני למדי - השריפות הללו נגרמו על ידי גל חום קיצוני שפקד את האיזור, וגלי החום הם קרוב לוודאי ביטוי של ההתחממות העולמית.

אפקט החממה, מנגנון החימום של כדור הארץ באמצעות גזי החממה, מובן כיום באופן מלא, אך כמובן יש עוד הרבה דברים קשורים שכדאי לחקור. בכל הנוגע לאירוע הנוכחי הייתי מציע להתמקד בניסיון להבין אם וכיצד העלייה בריכוז גזי החממה גורמת להיווצרות גלי חום פתאומיים וחזקים. במילים אחרות, ידוע כיצד ריכוז גזי החממה משפיע על הטמפ' הממוצעת, אבל לא ידוע כיצד הוא משפיע על אירועים קצרים ומקומיים.

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.

אוטיזם הוא שם כולל לשלל תופעות שמופיעות בדרך כלל אחרי גיל שנה. לא קל למשפחה להתמודד עם טיפול בילד שלוקה באוטיזם ולבי עם אותן משפחות. יש לומר שחיפוש האשם בחיסונים הוא תופעה נפוצה למדי בעולם המערבי וגם בישראל. לכך תורמים כמה גורמים: הצורך הפסיכולוגי של בני המשפחה להבין את הגורם לאוטיזם, הופעה ראשונה של סימני האוטיזם בתקופת החיסונים ועלייה חדה במקרי האוטיזם בעשרות השנים האחרונות. עם זאת, כדאי לזכור ששיטות אבחון האוטיזם השתפרו מאד, והדבר יכול להוות הסבר לעליית השכיחות.

הרפואה אכן לא יודעת להצביע על גורם חד-משמעי לאוטיזם, אבל יש ראיות רבות לכך שהגורם הוא גנטי. ייתכן שמדובר בגורם גנטי מורכב, כלומר כזה שמעורבים בו גנים רבים. אני לא רואה כיצד חיסון יכול לגרום לאוטיזם. נכון שחיסון יכול לגרום לתופעות לוואי הקשורות לחומרי החיסון, אבל בשביל להראות שהוא גורם לאוטיזם יש להוכיח קשר מובהק ביניהם, כלומר להראות שהוא מופיע בהסתברות גבוהה יותר אצל ילדים שקיבלו חיסון מאשר אצל ילדים שלא קיבלו חיסון. כמו כן יש להבין את המנגנון שבו חומרי החיסון יכולים לגרום לאוטיזם. בשני אספקטים אלו אין ראיות חותכות לכך שחיסונים גורמים לאוטיזם.

כדאי גם להזכיר את חשיבות החיסונים במניעת מחלות קשות שההתמודדות איתן עלולה להיות אפילו קשה יותר מאשר ההתמודדות עם אוטיזם. מסיבה זו חיסנתי את ילדי בכל החיסונים המומלצים על ידי משרד הבריאות.

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 (עדכון: בשנת 2011 החליטו להעלות את תחנת החלל לגובה של כ-400 ק"מ על מנת לחסוך בדלק - בגובה רב יותר יש פחות חלקיקי אטמוספירה ופחות חיכוך וניתן לחסוך בדלק הדרוש לתיקוני מסלול).

השאלה הראשונה שעולה בראשי היא האם עקבו אחרי הלוויין הרוסי. שני הלוויינים נעים במסלול קרוב-ארץ (Low Earth Orbit), כלומר בגובה של עד 2,000 ק"מ, איזור שמאוכלס בצפיפות בלווייני מיפוי ומחקר, לווייני ריגול ולווייני תקשורת. בגלל הצפיפות וסכנת ההתנגשות, כל הגופים שגודלם מעל 10 סנטימטרים זוכים למעקב של האמריקאים - אני לא מבין איך פספסו לוויין רוסי גדול.
לדעתי זו התנגשות שניתן היה למנוע אותה. אני לא בטוח לגבי הלוויין הרוסי, אבל עד כמה שאני יודע לווייני אירידיום מצוידים במערכת לתיקון מסלול. המערכת נועדה להוציא לוויינים מקולקלים מהמסלול ולהכניס לשם לווייני אירידיום אחרים שנמצאים בכוננות במסלול נמוך יותר. באופן רגיל המערכת לא מופעלת משום שהלוויין נע במסלול מעגלי או אליפטי בזכות כוח המשיכה של כדור הארץ.

מיפוי פסולת החלל המוכרת לנו כיום. מקור: ESA

יהיה מעניין לעקוב אחרי החקירה. השאלות החשובות הן:
1. האם ידעו את המסלול של הלוויין הרוסי?
2. אם ידעו את המסלול, האם ניתן היה למנוע את ההתנגשות?

כבר די הרבה זמן מדברים על פסולת החלל (בעיקר לוויינים מקולקלים ושאריות מטילים) שעלולה לסכן חלליות ולוויינים. בתמונה שלמעלה ניתן לראות את אוסף הגופים שנעים סביב כדור הארץ ויש אחריהם מעקב. הריכוז העיקרי של הגופים נמצא במסלול קרוב-ארץ שנראה כמו מעטפת כדור קטנה במרכז התמונה, ובמסלול הגאוסטציונרי המשמש את מרבית לווייני התקשורת (הטבעת הגדולה בתמונה). כעת מדובר בפעם הראשונה ששני לוויינים גדולים מתנגשים האחד בשני. עד היום היו רק כמה התנגשויות עם פסולת חלל קטנה שלא גרמו לנזק משמעותי.
נקודה חשובה נוספת היא פיתוח היכולת להרוס או לסלק לוויינים מסוכנים. האמריקאים הרסו לוויין כזה לפני שנה באמצעות טיל שנורה מספינת מלחמה. שרידי הלוויין נשרפו באטמוספירה. אני לא בטוח שזה פיתרון טוב משום שאם השברים גדולים, הם ישרדו את הנפילה, והם עלולים להיות מסוכנים, במיוחד אם הלוויין הכיל חומרים רדיואקטיביים או חומרים מסוכנים אחרים.

בשולי הסיפור, לווייני אירידיום מספקים חווייה מיוחדת לחובבי לוויינים ואסטרונומיה. האנטנות והפאנלים הסולאריים (שממירים אנרגיה סולארית לחשמל) מחזירים את אור השמש ומאפשרים לצופים לראות בשמים הבזק חזק מאוד למשך שנייה או שתיים (Iridium Flare). ניתן לתכנן תצפית כזו בעזרת האתר הנהדר של Heavens Above.

לסיום, מצגת של 10 גופים מעשה ידי אדם שהגיעו מהחלל ונפלו לקרקע או לים.

למה התחלתי לכתוב בלוג

אני נמצא די הרבה באינטרנט, בעיקר בשביל לבדוק מידע מדעי ולקרוא חדשות מדעיות. 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.