פרס וולף בפיזיקה לשנת 2025 מוענק במשותף לפרופסורים ג'ייננדרה ג'אין, מוטי הייבלום וג'יימס אייזנשטיין על תרומתם להבנת התכונות הייחודיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות בשדות מגנטיים חזקים.
פרס וולף בפיזיקה לשנת 2025 מוענק במשותף לפרופסורים ג'ייננדרה ג'אין, מוטי הייבלום וג'יימס אייזנשטיין על תרומתם להבנת התכונות הייחודיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות בשדות מגנטיים חזקים.
שלושת הזוכים הובילו להבנה מעמיקה של אפקט הול הקוונטי השברי. תופעה זו, (שזיכתה את מגליה בפרס נובל,) מתרחשת בשכבת אלקטרונים דקה שעליה פועל שדה מגנטי חזק: הזרם החשמלי נראה כאילו הוא נישא על ידי חלקיקים שמטענם החשמלי הוא שבר של מטען האלקטרון.
ד"ר ג'אין פיתח מסגרת תאורטית להבנה אינטואיטיבית של התופעה, כאשר הציג את החלקיק בעל המטען ״השבור״ כ״פרמיון מרוכב״: אלקטרון המחובר לגליל דמיוני בו כלוא שטף מגנטי. הרעיון המהפכני של ד״ר ג’אין-מערכת שבה מספר רב של אלקטרונים שביניהם אינטראקציות חזקות יכולה להיות מתוארת על ידי חלקיקים מרוכבים שביניהם אינטראקציות חלשות- מסבירה במלואה את תופעת הול השברית. חלקיקים מרוכבים אלו ידועים כיום כ״מצבי ג’אין״. חישובים שנעשו במסרגת התאורטית התאימו להפליא לתוצאות מחקרים נומריים והסבירו תוצאות ניסיוניות, במיוחד של ניסויים (שבהם צפיפות האלקטרונים התאימה לערך השברי )5/2 שמצאו התנהגות הדומה במידת-מה לזו של מוליך-על.
ד"ר הייבלום הוביל את חקר חלקיקים אקזוטיים אלה במעבדה. באמצעות פיתוח חומרים (חצאי-מוליכים) בדרגת ניקיון גבוהה במיוחד ושימוש בטכניקות של התאבכות אלקטרונית, סיפקה הקבוצה של הייבלום עדויות ישירות לקיומו של מטען שברי ואימתה מספר תחזיות יסודיות, כמו הסטטיסטיקה האנומלית (זו שנמצאת בין הסטטיסטיקה של פרמיונים לזו של הבוזונים.) ניסוי מרכזי בקבוצתו של הייבלום גילה במפתיע הולכת חום מקוונטטת בחומר בו צפיפות האלקטרונים מתאימה לערך השברי .5/2 הניסוי הזה מאשש את התחזית כי הפרמיונים המרוכבים הינם פרמיוני מאיורנה בעלי המטען השבור, שלהם השלכות אפשריות על מחשוב קוונטי.
ד”ר אייזנשטיין היה שותף לגילוי מצב הול הקוונטי השברי המתאים לערך ,5/2 והמשיך לחקור פאזות אקזוטיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות. מחקריו כוללים גילוי של מצב אנאיזוטרופי שבו ההתנגדות הנמדדת לאורך כיוון מסוים גדולה באופן משמעותי מההתנגדות בכיוון המאונך לו, תופעה המזכירה גביש נוזלי. השיטות שפיתח ד”ר אייזנשטיין להפרדת שכבות מגע של אלקטרונים בודדים, אפשרו להבין את התנועה המתואמת של זוגות אלקטרון-חור בשתי השכבות. באופן כזה הוא ראה בניסוי את עיבוי בוז-איינשטיין, תצפית פורצת דרך בתחומה.
הענקת פרס וולף לשנת 2025 לשלושת הפיזיקאים האלה מהווה הכרה בתרומותיהם יוצאות הדופן לחקר חומרים קוונטיים, והשפעותיהן מרחיקות הלכת על טכנולוגיות קוונטיות מתפתחות.
ג'ייננדרה ג'אין
ג'ייננדרה ג'אין ,1960( הודו) קיבל תואר ראשון במכללת מהרג'ה בג'איפור ,)1979( תואר שני בפיזיקה במכון הטכנולוגי ההודי )IIT( בקאנפור ,)1981( ודוקטורט באוניברסיטת סטוני ברוק )1985( בהנחיית הפרופסורים פיליפ ב. אלן וסטיבן קיבלסון. לאחר תקופות פוסט-דוקטורט באוניברסיטת מרילנד )1988( ובאוניברסיטת ייל ,)1989( חזר ג'אין לאוניברסיטת סטוני ברוק כחבר סגל בשנת .1989 בשנת 1998 הצטרף לאוניברסיטת פנסילבניה, שם הוא ממשיך בעבודתו עד היום. הוא כתב את הספר Fermions Composite Fractional Quantum Hall Effects: New Developments של שותף כעורך ושימש )2007 ,'קיימברידג אוניברסיטת הוצאת((הוצאת וורלד סיינטיפיק, )2020 יחד עם ברטראנד הלפרין.
ג'יימס אייזנשטיין
ג'יימס אייזנשטיין ,1952( ארה"ב) קיבל תואר ראשון באוניברסיטת אוברלין, ארה"ב בשנת 1974 והשלים דוקטורט בפיזיקה באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, בשנת .1980 לאחר ששימש כמרצה באוניברסיטת ויליאמס, הצטרף למעבדות בל בשנת 1983 כחבר בצוות הטכני. בשנת 1996 קיבל משרת סגל במכון הטכנולוגי של קליפורניה )Caltech( והפך לפרופסור לפיזיקה ופיזיקה יישומית ע"ש פרנק ג'יי. רושק בשנת .2005 הוא פרש כפרופסור אמריטוס בשנת 2018 וסיים את מחקריו הניסיוניים בשנת .2021 אייזנשטיין תרם לוועדות רבות של המועצה הלאומית למחקר בארצות הברית, כולל ועדת מדעי המצב המוצק והוועדה לפיזיקה ואסטרונומיה. בנוסף, שימש .2017-ל 2014 השנים בין Annual Review of Condensed Matter Physics העת כמשנה כעורך.
מוטי הייבלום
מוטי הייבלום ,1947 (ישראל) פיזיקאי ומהנדס חשמל, קיבל תואר ראשון בטכניון בשנת ,1973 תואר שני באוניברסיטת קרנגי מלון, ארה"ב בשנת ,1974 ותואר דוקטור בשנת 1978 מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. כולם בהנדסת חשמל. את הקריירה שלו החל במרכז המחקר תומאס ג'יי ווטסון של ,IBM שם עבד במשך 12 שנים. בשנת 1990 שב הייבלום לישראל כדי להקים את המרכז התת-מיקרוני למחקר התקני מוליכים- למחצה ממוזערים במכון ויצמן למדע, בו הוא משמש כמנהל מאז היווסדו. בנוסף, הוא ייסד ועמד בראש המחלקה לפיזיקת חומר מעובה, והוא מכהן בקתדרה על שם אלכס ואידה סוסמן למחקרים תת-מיקרונים.
