• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    מטה SK Hynix, אחת החברות הגדולות בקבוצה בסנטה קלרה, קליפורניה. אילוסטרציה: depositphotos.com

    מדיניות אמריקנית חדשה מסבכת את פעילות סמסונג ו-SK Hynix בסין

    נשיא ארה"ב דונאלד טראמפ במתקפה על תעשיית השבבים.

    טראמפ: "הטלת המכסים על שבבים בזמן הקרוב" – האיום שעשוי לשנות את תעשיית השבבים העולמית

    TSMC, איור באמצעות FLUX-1

    TSMC רשמה זינוק ברווחים: ביקוש ל-HPC ולסמארטפונים דחף את הצמיחה ברבעון השני

    סין שולטת בשרשרת האספקה בתחום השבבים. אילוסטרציה: depositphotos.com

    סין מתנגדת להסרת אינטל, סמסונג ו־SK hynix מרשימת ה־Validated End-User של ארה"ב

    ראש ממשלת יפן שינגרו איסיבה וראש ממשלת הודו נרנדרה מודי בביקור במפעל טוקיו אלקטרון. צילום מתוך דף הפייסבוק הרשמי של ממשלת יפן.

    ראשי ממשלות יפן והודו ביקרו במפעל שבבים ביפן: התחייבות לחיזוק שרשראות האספקה

    שבבי בינה מלאכותית מביאים לדמוקרטיזציה. איור: אבי בליזובסקי באמצעות Ideogram.ai

    הכנסות תעשיית השבבים יזנקו לטריליון דולר עד 2030 – בזכות מהפכת ה־AI

    Trending Tags

    • בישראל
      מפעל חברת SCD. צילום: דוברות משרד הבטחון.

      משרד הביטחון חתם על עסקה לייצור חיישני אינפרה-אדום מתקדמים בהיקף 115 מיליון דולר

      הדמיית לוויין המכ"ם אופק 19 בשלב הפעילות המבצעית. מקור: מפא"ת

      ישראל שיגרה לחלל את לוויין התצפית "אופק 19"

      לוגו גילת צילום יחצ

      גילת זכתה בחוזה בשווי של יותר מ-7 מיליון דולר לאספקת מסופי SATCOM ניידים

      הלוגו של חברת נובה. צילום יחצ

      נובה מגייסת 500 מיליון דולר בהנפקת אג"ח להמרה עד 2030

      הסטודנטית לתואר שני, מניה מלהוטרה, מובילת מחקר אוריגמי פוטוני. צילום: אוניברסיטת תל אביב

      חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו "אוריגמי פוטוני"

      יחסי ישראל - סין. אילוסטרציה: depositphotos.com

      יחסי ישראל–סין במדרון עדין: לחץ אמריקני על טכנולוגיה מציב את ירושלים במבוכה

      Trending Tags

      • מדורים
        • אוטומוטיב
        • בינה מלאכותית (AI/ML)
        • בטחון, תעופה וחלל
        • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
        • ‫יצור (‪(FABs‬‬
        • ‫צב"ד‬
        • ‫שבבים‬
        • ‫רכיבים‬ (IOT)
        • ‫תוכנות משובצות‬
        • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
        • תקשורת מהירה
        • ‫‪FPGA‬‬
        • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • מאמרים ומחקרים
      • צ'יפסים
      • Chiportal Index
        • Search By Category
        • Search By ABC
      No Result
      View All Result
      Chiportal
      • עיקר החדשות
        מטה SK Hynix, אחת החברות הגדולות בקבוצה בסנטה קלרה, קליפורניה. אילוסטרציה: depositphotos.com

        מדיניות אמריקנית חדשה מסבכת את פעילות סמסונג ו-SK Hynix בסין

        נשיא ארה"ב דונאלד טראמפ במתקפה על תעשיית השבבים.

        טראמפ: "הטלת המכסים על שבבים בזמן הקרוב" – האיום שעשוי לשנות את תעשיית השבבים העולמית

        TSMC, איור באמצעות FLUX-1

        TSMC רשמה זינוק ברווחים: ביקוש ל-HPC ולסמארטפונים דחף את הצמיחה ברבעון השני

        סין שולטת בשרשרת האספקה בתחום השבבים. אילוסטרציה: depositphotos.com

        סין מתנגדת להסרת אינטל, סמסונג ו־SK hynix מרשימת ה־Validated End-User של ארה"ב

        ראש ממשלת יפן שינגרו איסיבה וראש ממשלת הודו נרנדרה מודי בביקור במפעל טוקיו אלקטרון. צילום מתוך דף הפייסבוק הרשמי של ממשלת יפן.

        ראשי ממשלות יפן והודו ביקרו במפעל שבבים ביפן: התחייבות לחיזוק שרשראות האספקה

        שבבי בינה מלאכותית מביאים לדמוקרטיזציה. איור: אבי בליזובסקי באמצעות Ideogram.ai

        הכנסות תעשיית השבבים יזנקו לטריליון דולר עד 2030 – בזכות מהפכת ה־AI

        Trending Tags

        • בישראל
          מפעל חברת SCD. צילום: דוברות משרד הבטחון.

          משרד הביטחון חתם על עסקה לייצור חיישני אינפרה-אדום מתקדמים בהיקף 115 מיליון דולר

          הדמיית לוויין המכ"ם אופק 19 בשלב הפעילות המבצעית. מקור: מפא"ת

          ישראל שיגרה לחלל את לוויין התצפית "אופק 19"

          לוגו גילת צילום יחצ

          גילת זכתה בחוזה בשווי של יותר מ-7 מיליון דולר לאספקת מסופי SATCOM ניידים

          הלוגו של חברת נובה. צילום יחצ

          נובה מגייסת 500 מיליון דולר בהנפקת אג"ח להמרה עד 2030

          הסטודנטית לתואר שני, מניה מלהוטרה, מובילת מחקר אוריגמי פוטוני. צילום: אוניברסיטת תל אביב

          חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו "אוריגמי פוטוני"

          יחסי ישראל - סין. אילוסטרציה: depositphotos.com

          יחסי ישראל–סין במדרון עדין: לחץ אמריקני על טכנולוגיה מציב את ירושלים במבוכה

          Trending Tags

          • מדורים
            • אוטומוטיב
            • בינה מלאכותית (AI/ML)
            • בטחון, תעופה וחלל
            • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
            • ‫יצור (‪(FABs‬‬
            • ‫צב"ד‬
            • ‫שבבים‬
            • ‫רכיבים‬ (IOT)
            • ‫תוכנות משובצות‬
            • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
            • תקשורת מהירה
            • ‫‪FPGA‬‬
            • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
          • מאמרים ומחקרים
          • צ'יפסים
          • Chiportal Index
            • Search By Category
            • Search By ABC
          No Result
          View All Result
          Chiportal
          No Result
          View All Result

          בית מאמרים ומחקרים מאמרים טכניים חוקרים ראו תופעות ממכניקת הקוונטים בתנועת מטוטלות

          חוקרים ראו תופעות ממכניקת הקוונטים בתנועת מטוטלות

          מאת אבי בליזובסקי
          04 מרץ 2024
          in מאמרים טכניים
          ניסוי המטוטלת של אוניברסיטת תל אביב. צילום: דוברות אוניברסיטת תל אביב

          ניסוי המטוטלת של אוניברסיטת תל אביב. צילום: דוברות אוניברסיטת תל אביב

          Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

          המערכת החדשה מאפשרת להתבונן בתופעות שמתרחשות בתוך חומרים מיוחדים מסוג "טופולוגי" על ידי צילום התנועה של מטוטלות באמצעות מצלמה רגילה

          קשה מאוד ולעיתים אף בלתי אפשרי להסתכל לתוך מערכות קוונטיות, שמורכבות מחלקיקים מיקרוסקופיים כמו אטומים או אלקטרונים. מחקר חדש באוניברסיטת תל אביב הצליח לבנות מערכת מכנית גדולה, שמצייתת לחוקי דינמיקה דומים לאלה המופיעים במערכות קוונטיות. המערכת החדשה מאפשרת להתבונן בתופעות שמתרחשות בתוך חומרים מיוחדים מסוג "טופולוגי" על ידי צילום התנועה של מטוטלות באמצעות מצלמה רגילה. המחקר, פרי של שיתוף פעולה של ד"ר יזהר נדר מהמרכז למחקר גרעיני-שורק, חביבה סירוטה-כץ מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית, ד"ר מיטל גבע ופרופ' יאיר שוקף מבית הספר להנדסה מכנית ופרופ' יואב לחיני ופרופ' רוני אילן מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב,  פורסם לאחרונה בכתב העת המדעי PNAS.

          החוקרים מסבירים כי מושגים כגון "פונקציית גל", "סופרפוזיציה" ו-"מצבי צבירה טופולוגיים" מיוחסים בדרך כלל למכניקת הקוונטים, השולטת בעולם המיקרוסקופי של האלקטרונים, האטומים והמולקולות. לפי התיאור המקובל במערכות אלו לאלקטרון, שהוא חלקיק הנע באטום או במוצק, יכולות להיות תכונות אשר מביאות לידי ביטוי תופעות גליות, כגון ההסתברות להתפשט במרחב כמו גלים בבריכה שלתוכה נזרקה אבן, היכולת של האלקטרון להיות במספר מקומות בו זמנית, להתאבך עם עצמו ועוד.

          כמו-כן, התכונות הגליות מובילות לתופעה יחודית הקיימת במוצקים מבודדים מסוימים, בהם למרות שהאלקטרונים בחומר המבודד לא זזים תחת השפעת שדה חיצוני, הסידור הפנימי של החומר בא לידי ביטוי במצב שנקרא "טופולוגי". פירוש הדבר הוא שלגל של האלקטרונים מתווסף גודל שיכול "להיסגר על עצמו" במספר אפשרויות שונות, בדומה לגליל לעומת טבעת מוביוס. מצב זה של האלקטרונים, שבגינו הוענק פרס נובל בפיזיקה בשנת 2016, נחשב למצב צבירה חדש של החומר, ומהווה נושא מחקר פעיל מאוד בעשורים האחרונים.

          למרות העניין הרב, במערכות קוונטיות ובגבישים אטומיים קיימת מגבלה במדידה של תופעות אלו. זאת משום שבמערכות אלו, בגלל אופייה של מכניקת הקוונטים, אין דרך למדוד את פונקצית הגל האלקטרונית ואת הדינמיקה שלה ישירות. במקום זאת, חוקרים מודדים בעקיפין את התכונות הגליות והטופולוגיות של האלקטרונים בחומר, לדוגמא, על ידי מדידת המוליכות החשמלית של מוצקים. 

          חמישים מטוטלות בשורה אחת

          במסגרת המחקר, החוקרים חשבו מה אם נוכל לבנות מערכת מכנית גדולה, שתציית לחוקי דינמיקה דומים לאלה המופיעים מערכות הקוונטיות האלו, ובה נוכל למדוד הכול? ואכן הם בנו מערכת של חמישים מטוטלות בשורה, עם אורכי חוטים שהשתנו מעט בין מטוטלת אחת לשנייה. בנוסף, החוטים של כל זוג מטוטלות סמוכות חוברו אחד לשני בגובה משתנה ומבוקר, כך שהתנועה של כל אחת מהן משפיעה על תנועת שכנותיה.

          מצד אחד, המערכת צייתה לחוקי הפיזיקה היומיומיים שלנו – חוקי ניוטון, אבל הערכים המדויקים של אורכי המטוטלות ושל החיבורים ביניהן יצרו קסם: חוקי ניוטון עצמם הביאו לכך שהגל שיצרה תנועת המטוטלות, יציית בקירוב מצויין למשוואת שרדינגר – המשוואה היסודית של תורת הקוונטים, ששולטת על תנועת האלקטרונים באטומים ובתוך מוצקים. התוצאה היא שהדינמיקה של המטוטלות, הנצפית לעין בעולם המאקרוסקופי (ונמדדה בפשטות על ידי הטלפונים הניידים של החוקרים), מחקה בצורה מדויקת התנהגויות של אלקטרונים בגביש.  

          כשהחוקרים הסיטו כמה מטוטלות בתוך השורה, ואז עזבו אותן ונתנו לגל הנוצר להתקדם באופן חופשי, הם יכלו למדוד ישירות את התפתחות הגל בתוך המערכת – משימה בלתי אפשרית כשמדובר על תנועת אלקטרונים. יכולת זו אפשרה מדידה ישירה של שלוש תופעות. הראשונה מכונה תנודות בלוך. במערכת אלקטרונית תופעה זו מיוחסת לאלקטרונים הנמשכים בכיוון מסויים על ידי מתח חשמלי, ולמרות זאת לא נעים בכיוון המתח, כמו במתכות רגילות, אלא מבצעים תנודות הלוך ושוב בשל נוכחות הסביבה המחזורית של הגביש. תופעה זו מיוחסת רק למוצקים נקיים מאוד, שקשה מאוד למצוא בטבע. לעומת זאת, במערכת המטוטלות, נצפה גל כשהוא נע הלוך ושוב בצורה מחזורית, בדיוק בהתאם לניבוי של בלוך.

          התופעה השנייה שנצפתה ישירות במערך המטוטלות מכונה מנהור זנר. מנהור היא תופעה קוונטית ייחודית, אשר מאפשרת מעבר של חלקיקים דרך מחסום, בניגוד לאינטואיציה הקלאסית. במקרה של מנהור זנר הדבר בא לידי ביטוי בפיצול של חבילת הגלים תחת כח חיצוני גדול מספיק, שלאחריו החלקים נעים בכיוונים הפוכים. חלק אחד של הגל חוזר לאחור כמו בתנודת בלוך רגילה, וחלק אחר מצליח ״למנהר״ דרך מצב אסור וממשיך להתקדם. הפיצול של הגל לשניים, ובעיקר החיבור בין תוצאת המנהור לתנועת הגל ימינה או שמאלה, היא סימן היכר של משוואת שרדינגר. אכן, זו הייתה הסיבה העיקרית שהיא גרמה לשרדינגר עצמו חוסר נחת, מה שהביא אותו לנסח את הפרדוקס המפורסם שלו, לפיו ממשוואת שרדינגר עולה שמנהור קוונטי באטום בודד יכול להוביל לכך שהגל של חתול שלם מתפצל לחתול-חי וחתול-מת. החוקרים ניתחו את תנועת המטוטלות וחילצו ממנה את הפרמטרים של התנועה – כמו למשל את היחס בין העוצמות של שני חלקי הגל המפוצל, ששקול להסתברות למנהור זנר הקוונטי. תוצאות הניסוי הראו התאמה מצוינת עם הניבויים של משוואת שרדינגר.

          חשוב לזכור כי בסופו של דבר, מערכת המטוטלות היא מערכת הנשלטת על ידי חוקי הפיזיקה הקלאסית, ולכן אינה יכולה לדמות את כל העושר של מערכות קוונטיות. לדוגמא, במערכות קוונטיות עצם המדידה יכולה להשפיע על התנהגות המערכת (ולגרום לחתול להיות, לבסוף, או חי או מת, כשצופים בו). ואילו כאן אין תופעה מקבילה. אבל גם בתוך הגבולות האלה, מערך המטוטלות מאפשר מדידה של תכונות מעניינות ולא טריוויאליות שמתקיימות במערכות קוונטיות, אבל שלא ניתן למדוד אותן בהן בצורה ישירה.

          התופעה השלישית שנצפתה ישירות בניסוי היא התפתחות של חבילת גלים בתווך בעל מאפיינים טופולוגיים לא טריוויאליים. כאן החוקרים מצאו דרך למדוד בצורה ישירה את המאפיין הטופולוגי מתוך הדינמיקה של חבילת גלים בתווך – משימה כמעט בלתי אפשרית בחומרים קוונטיים. לצורך כך, מערכת המטוטלות כוונה פעמיים, כך שהמטוטלות דימו את משוואת שרדינגר של אלקטרונים, פעם במצב טופולוגי, ופעם במצב טריוויאלי (כלומר רגיל). מתוך השוואה של הבדלים קטנים ביותר בתנועת המטוטלות בין שני הניסויים ניתן היה להבחין בין שני המצבים. האבחנה דרשה מדידה עדינה למדי ובאה לידי ביטוי בהפרש של בדיוק חצי תנודה של המטוטלות בין שני הניסויים, שכל אחד ארך כ-12 דקות, וכלל כ-400 תנודות שלמות של המטוטלות. הפרש קטן זה נמדד בדיוק מובהק ועם התאמה לתיאוריה.

          הניסוי פותח פתח למימוש של בעיות נוספות, מעניינות ומורכבות אפילו יותר, כמו השפעות של רעש וזיהומים או של זליגת אנרגיה על הדינמיקה של חבילות גלים במשוואת שרדינגר. אלו השפעות שאפשר לדמות בקלות במערכת, בעזרת הפרעה יזומה ומבוקרת לתנועת המטוטלות.

          תגיות פיזיקה קוונטיתאוניברסיטת תל אביב
          אבי בליזובסקי

          אבי בליזובסקי

          נוספים מאמרים

          אדם שמוס. צילום: גילי יעקב
          בינה מלאכותית (AI/ML)

          הקאמבק הגדול של השיחה הטלפונית

          כיתוב תמונה: חוקרים מ-TUM, מפרינסטון ומוצרי Google Quantum AI השתמשו במחשב קוונטי כדי לדמות את האינטראקציות המורכבות שמתוארות בתיאוריות כיול – המסגרות המתמטיות מאחורי הכוחות היסודיים של הטבע. המחשב הקוונטי של גוגל. קרדיט: יחצ
          מיחשוב קוונטי

          מהם חוקי היקום? המחשב הקוונטי של גוגל מגלה

          פולסי לייזר מחוללים שינויים אלקטרוניים בסולם קופראט, ויוצרים מצבים קוונטיים ממושכים שנמשכים בערך פי אלף מהרגיל. קרדיט: בראד בקסלי / Part to Whole
          מיחשוב קוונטי

          הקפאת זמן קוונטית: לייזרים מקבעים מצבים קוונטיים פי אלף יותר זמן

          מיחשוב קוונטי. אילוסטרציה: depositphotos.com
          מיחשוב קוונטי

          קרן לייזר אחת מגנה על אטומים מפני אובדן מידע

          הפוסט הבא
          חרם אמריקני על וואווי. המחשה: depositphotos.com

          אנבידיה בוחנת את שבב הבינה המלאכותית של וואווי

          כתיבת תגובה לבטל

          האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

          • הידיעות הנקראות ביותר
          • מאמרים פופולאריים

          הידיעות הנקראות ביותר

          • הכנסות תעשיית השבבים יזנקו לטריליון דולר עד 2030 –…
          • יחסי ישראל–סין במדרון עדין: לחץ אמריקני על טכנולוגיה…
          • חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו "אוריגמי פוטוני"
          • סין מתנגדת להסרת אינטל, סמסונג ו־SK hynix מרשימת…
          • נובה מגייסת 500 מיליון דולר בהנפקת אג"ח להמרה עד 2030

          מאמרים פופולאריים

          • מסטארטאפ ניישן לסמיקונדקטור ניישן: כיצד הפכה ישראל…
          • היתרון הישראלי בסכסוך האיראני – לוחמה מדויקת…
          • ענבר דג – דג נדיר בתעשיית השבבים
          • אתגרי תכנון שבבים ב – 1.8 ננומטר
          • מקרה קלרנה : האם הרומן עם הבינה מלאכותית הסתיים בבגידה?

          השותפים שלנו

          לוגו TSMC
          לוגו TSMC

          לחצו למשרות פנויות בהייטק

          כנסים ואירועים

          כנסים ואירועים

          כנס ChipEx2025 יערך ב-13-14 במאי, 2025. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

          לחץ לפרטים

          הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

          הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


            • פרסם אצלנו
            • עיקר החדשות
            • הצטרפות לניוזלטר
            • בישראל
            • צור קשר
            • צ'יפסים
            • Chiportal Index
            • TapeOut Magazine
            • אודות
            • מאמרים ומחקרים
            • תנאי שימוש
            • כנסים
            • אוטומוטיב
            • בינה מלאכותית
            • בטחון, תעופה וחלל
            • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
            • ‫יצור (‪(FABs‬‬
            • ‫צב"ד‬
            • ‫רכיבים‬ (IOT)
            • ‫שבבים‬
            • ‫תוכנות משובצות‬
            • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
            • ‫‪FPGA‬‬
            • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

            השותפים שלנו

            כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

            דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

            No Result
            View All Result
            • עיקר החדשות
            • בישראל
            • מדורים
              • אוטומוטיב
              • בינה מלאכותית (AI/ML)
              • בטחון, תעופה וחלל
              • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
              • ‫יצור (‪(FABs‬‬
              • ‫צב"ד‬
              • ‫שבבים‬
              • ‫רכיבים‬ (IoT)
              • ‫תוכנות משובצות‬
              • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
              • ‫‪FPGA‬‬
              • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
              • תקשורת מהירה
            • מאמרים ומחקרים
            • צ'יפסים
            • כנסים
            • Chiportal Index
              • אינדקס חברות – קטגוריות
              • אינדקס חברות A-Z
            • אודות
            • הצטרפות לניוזלטר
            • TapeOut Magazine
            • צור קשר
            • ChipEx
            • סיליקון קלאב

            כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

            דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

            דילוג לתוכן
            פתח סרגל נגישות כלי נגישות

            כלי נגישות

            • הגדל טקסטהגדל טקסט
            • הקטן טקסטהקטן טקסט
            • גווני אפורגווני אפור
            • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
            • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
            • רקע בהיררקע בהיר
            • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
            • פונט קריאפונט קריא
            • איפוס איפוס