הטכניון חנך את מעבדת VLSI המחודשת בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי. תחום ה-VLSI ( אינטגרציה בקנה מידה גדול מאוד) – יצירת מעגל משולב מרובה-רכיבים – נמצא בליבת פיתוחם של שבבים מתקדמים.

המעבדה שודרגה בהשקעה של כמיליון דולר – תרומתן של החברות אפל, אינטל​ ו-NVIDIA. השדרוג כלל שיפוץ, הוספת כוח אדם וחידוש הציוד. הטקס התקיים במעמד נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, דיקן הפקולטה פרופ' שחר קוטינסקי, האחראי האקדמי של המעבדה פרופ' רן גינוסר ובכירי שלוש החברות, שכולם בוגרי הטכניון: תמיר עזרזר, סגן נשיא בכיר לפיתוח שבבים ב-NVIDIA; קרין אייבשיץ סגל, מנכ"לית Intel ישראל וסגנית נשיא Intel העולמית; ורוני פרידמן, סגן נשיא ב-Apple ומנכ"ל Apple ישראל.

בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי בטכניון הוכשרה לאורך השנים המנהיגות המדעית-טכנולוגית שתרמה תרומה מכרעת לביסוס מעמדה של ישראל כאומת הסטארטאפ וכמרכז עולמי לפיתוח שבבים.

חוקרי הפקולטה ובוגריה היו ועודם שחקנים מובילים בהתפתחות תעשיית המוליכים למחצה, וכיום גם בפיתוח שבבים וארכיטקטורות מחשוב המותאמים לעידן הבינה המלאכותית. השילוב בין ידע בסיסי עמוק, מצוינות מתמטית, יצירתיות וחדשנות הנדסית מקנה לבוגרי הפקולטה, המשתלבים ומובילים את התעשייה הישראלית, יתרון תחרותי מתמשך בחזית הטכנולוגיה העולמית.

מעבדת VLSI מתמקדת בפיתוח ארכיטקטורות מחשוב מתקדמות ומערכות משולבות בקנה מידה נרחב, ובהן עיבוד נתונים בזיכרון (In-Memory Computing) האצת בינה מלאכותית בחומרה, אבטחת חומרה ומערכות עתירות יעילות אנרגטית. השקעת החברות במעבדה מבטאת מחויבות עמוקה להכשרת דור העתיד של מהנדסי ה-  VLSIבישראל. שותפות זו בין האקדמיה לתעשייה נועדה להעניק לסטודנטים ידע פרקטי בחזית הטכנולוגיה ולהבטיח את עתודת המהנדסים שיובילו את פיתוח השבבים בשנים הבאות.

חנוכת המעבדה המחודשת מהווה צעד אסטרטגי בהעמקת החיבור בין מחקר אקדמי מתקדם לתעשייה הישראלית והגלובלית ובחיזוק מעמדו של הטכניון כגורם מוביל בעיצוב תחום המיקרואלקטרוניקה והחומרה החישובית בישראל ובעולם.

הפוסט הטכניון חנך מעבדת VLSI לפיתוח שבבים שחודשה בתמיכת אפל, אינטל ואנבידיה הופיע לראשונה ב-Chiportal.

הנציבות האירופית למחקר ((ERC הכריזה על זכייתו של ד"ר יקיר ויזל, חבר סגל בפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב, במענק היוקרתי ERC Consolidator Grant לשנת 2025. מענקי Consolidator ERC נועדו לתמוך בחוקרים מצטיינים המפתחים רעיונות חלוציים ופורצי דרך בשלבי הגיבוש של צוות המחקר ותוכנית העבודה. היקף כל מענק כ-2 מיליון יורו.

ד"ר ויזל השלים בטכניון תואר ראשון משולב (מתמטיקה ומדעי המחשב) ודוקטורט בפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב. לאחר מכן יצא לפוסט-דוקטורט באוניברסיטת פרינסטון. הוא עבד שנים רבות בחברות מובילות ובהן אנבידיה, אמזון ואינטל. מחקריו קושרים בין תאוריה ליישום ולכן רלוונטיים לתעשיות טכנולוגיות שונות.

ד"ר ויזל יקבל את המענק לטובת פיתוח StrongMC – מערכת לשיפור אמינותן של מערכות ממוחשבות מורכבות כגון מעבדים, מערכות אוויוניקה וחלל, מערכות נהיגה אוטונומיות, מכשירים רפואיים ועוד. תחום המחקר שלו, אימות פורמלי והיסק אוטומטי (Formal Verification and Automated Reasoning), עוסק בשיטות מתמטיות אוטומטיות להוכחת נכונות התנהגותן של מערכות מחשב על פי מפרט נתון. הוכחה מתמטית כזו מכסה את כל ההתנהגויות האפשריות של המערכת, ולכן מייתרת את הצורך בבדיקות. דוגמה מהעולם האמיתי: הוכחה מוקדמת שרכב אוטונומי יבלום בזמן ובאופן בטוח בעת חירום, בכל סיטואציה.

מערכת StrongMC מתעתדת להשיג שיפור משמעותי בזמן הריצה של אלגוריתמי אימות פורמלי, חרף המורכבות החישובית. לדברי ד"ר ויזל, "רוב האלגוריתמים הקיימים משתמשים במערכות הוכחה 'חלשות', הבנויות מכללי הוכחה פשוטים, כדי להוכיח שהמערכת 'מגשימה' את הנדרש במפרט. השאיפה לפשטות ברורה – ככל שככלי ההוכחה פשוטים, היישום שלהם 'קל יותר'. עם זאת, השימוש בכללי הוכחה פשוטים עלול להוביל למצבים שבהם אי אפשר להוכיח את התכונה הנדרשת בזמן סביר. אנחנו מאמינים ששימוש במערכות הוכחה חזקות, הבנויות מכללי הוכחה מורכבים, יכול להניב תוצאות טובות יותר, למרות הקושי ביישומן. האתגר שלנו הוא להצליח ליישם כללי הוכחה מורכבים ביעילות. אני מקווה שהצלחת הפרויקט תתרום לא רק לתחום מדעי המחשב אלא גם לשורה של יישומים בתחומים שונים בעולם האמיתי."

הפוסט ד"ר יקיר ויזל מהטכניון זכה במענק האירופי היוקרתי ERC הופיע לראשונה ב-Chiportal.

הטכניון ציין בשבוע שעבר 25 שנה להמצאת ההחסן הנייד – דיסק-און-קי – באירוע מיוחד עם בוגר הטכניון דב מורן, ממציא הדיסק-און-קי. הפטנט על הדיסק און קי הוכר בתאריך 14.11.2000, ומיד לאחריו נחשף לציבור. שיווק המוצר לקהל הרחב החל ב-15.12. נפח האחסון במקור היה 8 מגה בייט במוצר הבסיסי ועד 32 מגה עבור מוצר הפרמיום. כיום הנפח המקסימלי לדיסק און קי באותו גודל הוא 4 טרה (פי מיליון יותר אחסון!). 

דב מורן, בוגר הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי, הוא יזם סדרתי, דוקטור לשם כבוד מהטכניון ומאנשי ההייטק הישראלים המשפיעים ביותר בעולם. ב-2015 הוא זכה בפרס ריינולד ג’ונסון למערכות איחסון מטעם IEEE – האגודה הבינלאומית של מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה. את פרס אדוארד ריין שקיבל בשנת 2012 – 20 אלף יורו – תרם מורן לטכניון.

מורן יסד את M-Systems בשנת 1989 כדי לפתח מערכות איחסון המבוססות על יתרונותיו של זיכרון הפלאש (Rewritable flash memory). התקן ה-USB הראשון, הדיסק-און-קי, הושק על ידי החברה בשנת 2000 ותפס עד מהרה את מקומו של כונן התקליטורים באיחסון ובהעברה של מידע. בשנת 2006 נרכשה M-Systems על ידי סאנדיסק תמורת 1.6 מיליארד דולר.

בשיחה עם פרופ' שחר קוטינסקי, חוקר בכיר בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי, סיפר מורן על לימודיו בטכניון, על החברות שהקים ועל יזמות כדרך חיים. רבים מהסטודנטים בקהל עוד לא נולדו כאשר הדיסק-און-קי יצא לשוק.

מורן סיפר על הקמת החברה הראשונה שלו, M-Systems, בסוף שנות השמונים. "באותה תקופה הוקמו בישראל מעט מאוד חברות בשנה. בימים עשיתי עבודות אאוטסורסינג, קבלנות משנה, כדי להתפרנס, ובלילה עבדתי על פיתוחים משלי. במילים אחרות, לא היה לי זמן לישון. במסגרת העבודה טסתי לארצות הברית, שם למדתי על אחסון נתונים במערכות צבאיות והבנתי שהפתרון בתחום האחסון הוא זיכרון סטטי, בלי חלקים נעים – זיכרון פלאש.

"הרעיון הספציפי לדיסק-און-קי קשור גם הוא למשהו שקרה לי בארצות הברית – הייתי אמור להעביר מצגת והסוללה של המחשב שלי עמדה להיגמר. מישהו הציע לי את המחשב שלו, אבל לא היה לי איך להעביר אליו את המצגת. באותו רגע החלטתי שלעולם לא אלך יותר למצגת בלי גיבוי בכיס. זאת הייתה המוטיבציה לפיתוח הדיסק-און-אי. 

"אם דב מורן הנוכחי, איש ההון סיכון, היה פוגש את דב מורן הצעיר, הוא לא היה משקיע בו. בשלב ההוא עשיתי הרבה טעויות, אבל אני לא מצטער עליהן – הכישלון הוא חלק מתהליך הלימוד, וחשוב תמיד לזכור שכל כישלון הוא שיעור.

בתשובה לשאלתו של פרופ' קוטינסקי על עידן ה-AI השיב מורן כי "זאת באמת מהפכה מטורפת. אני תופס את התפתחות הטכנולוגיה כתהליך מחזורי שבנוי על השפעה הדדית בין תשתיות ליישומים. לפני כחמישים שנה המציאו את המחשב האישי – ואז פיתחו המון יישומים למחשב האישי. בעקבות זאת התעורר צורך בחיבור בין מחשבים – והומצאה תשתית האתרנט שהובילה לפיתוח יישומים חדשים נוספים. כשעלתה דרישה לחיבורים בין ארגונים ובין ארצות הומצא האינטרנט. אבל התקשורת המקומית הצריכה תשתית חזקה ורחבה, וכך נולד הענן. כך גם מהפכת ה-AI – היא תצריך פיתוח של תשתיות חדשות ותוביל לפיתוחים חדשים. מה שמעניין אותי במיוחד הוא החיבור בין AI ל-Health Tech, כי תחום הרפואה מפגר אחר הטכנולוגיה, והפער הזה מונע התקדמויות משמעותיות ברפואה."

בתשובה לשאלה על המסר שלו לסטודנטים השיב מורן: "בסופו של דבר הצלחנו בזמנו כי היינו מומחים בתחום הפלאש. קראנו המון בנושא וידענו מה אחרים עושים, כך שמה שנשאר לעשות הוא לחבר את הנקודות. וזה המסר שלי לכם, הסטודנטים: תשקיעו בלמידה, תעמיקו, תרכשו ידע עמוק. תמשיכו לתארים גבוהים ואל תתפזרו. אם תרצו להיות יזמים זה בסדר, אבל אולי מוטב קודם לעבוד בחברה גדולה כדי להבין איך דברים עובדים – אחרת תצטרכו ללמוד את זה בסטארטאפ שתקימו, ושם יש ללמידה הזאת מחיר כבד. חשוב גם לזכור שיזמות מחייבת עבודה קשה, לקיחות סיכונים וחוסר איזון בין חיי משפחה ועבודה, וזה לא מתאים לכולם. בסופו של דבר, יזמות היא שריטה – ואני שרוט מאוד."

במהלך ביקורו בטכניון סייר מורן בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי, וערך פגישות עם פרופ' יובל גרעיני המשנה לנשיא הטכניון לחדשנות וקשרי תעשייה, עם פרופ' ליהי צלניק-מנור סגנית הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים, עם פרופ' עדית קידר דיקנית הפקולטה ועם חוקרים ויזמים מובילים בטכניון.

הפוסט 25 שנה להמצאה ששינתה את עולם האחסון הופיע לראשונה ב-Chiportal.

הטכניון קיבל מידי אינטל העתק של לוח "ציון דרך IEEE" היוקרתי, כהוקרה על תפקידו המכריע בשיתוף הפעולה לפיתוח המעבד המתמטי פורץ הדרך 8087. הלוח, שיוצב באופן קבוע במרכז המבקרים ע"ש פולק מנציח את תפקידו החיוני של הטכניון בפיתוח המעבד, שפותח בישראל בשלהי שנות ה-70. כדי להבין את גודל ההישג, יש לחזור בזמן לתקופה שבה "ההייטק ישראלי" היה מושג בחיתוליו. פרויקט ה-8087, שפותח במרכז הפיתוח של אינטל בישראל בחיפה, היה אחד המיזמים המורכבים והשאפתניים ביותר שאינטל הוציאה אי פעם מחוץ לגבולות ארצות הברית. הוא נועד להיות "מעבד-עזר" (coprocessor) שיאפשר למחשבים אישיים לבצע חישובים מתמטיים מורכבים במהירות חסרת תקדים. הצלחתו הייתה קריטית, אך האתגרים היו עצומים.

כאן נכנס הטכניון לתמונה. ראשית, המוחות שמאחורי הפיתוח היו ברובם בוגרי הטכניון, שהתמחו בתחום המתפתח של מיקרואלקטרוניקה. שנית, וחשוב לא פחות, בעידן שבו כוח מחשוב היה מצרך נדיר ויקר להחריד, הטכניון פתח את שעריו ואת חדרי המחשבים שלו בפני מהנדסי אינטל. המחשבים המרכזיים (mainframes) של המוסד האקדמי הפכו לזירת פעולה חיונית, שבה יכלו המהנדסים להריץ בדיקות קריטיות של תכנון השבב (DRC – Design Rule Checks) על מאגר הנתונים המלא שלו – שלב הכרחי לווידוא תקינותו לפני הייצור.

את הקשר ההדוק הזה הוביל, בין היתר, פרופ' אבינועם קולודני מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי בטכניון. בזכות הדרכתו ותמיכתו, צוות הפיתוח של אינטל הצליח למנף את התשתית האקדמית כדי לעמוד בסטנדרטים המחמירים של ענקית השבבים העולמית. שיתוף הפעולה הזה היה הדגמה מוקדמת לסינרגיה הפורה בין האקדמיה לתעשייה – מודל שהפך מאז למפתח ההצלחה של החדשנות הישראלית.

קרין אייבשיץ סגל, מנכ"לית משותפת של אינטל ישראל ובוגרת הפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב בטכניון אמרה בטקס: "השותפות בת חצי המאה שלנו עם הטכניון היא אבן יסוד בהצלחתה של אינטל ישראל ובתעשיית הטק הישראלית כולה. פיתוח ה-8087 היה רגע מכונן, והוא לא היה מתאפשר ללא המוחות המבריקים, התשתיות והרוח החדשנית של הטכניון. ההוקרה שאנו חונכים היום היא לא רק מבט נוסטלגי להיסטוריה המשותפת שלנו, אלא גם השראה והתחייבות לעתיד. אנו מצפים לשנים רבות נוספות של שיתוף פעולה פורה, בו נמשיך לפרוץ ביחד את גבולות הטכנולוגיה ולעצב את המחר."

נשיא הטכניון, פרופ' אורי סיון, הוסיף: "הקשר ההדוק בין אינטל לטכניון מהווה מזה עשרות שנים מודל ומקור השראה לשיתוף הפעולה בין האקדמיה והתעשייה. אנחנו מודים לכם מאוד על כך ששיתפתם אותנו בהגשמת החזון הזה. שיתוף הפעולה בין אקדמיה לתעשייה מנצל את החוזקות המשלימות ומוביל לפריצות דרך מדעיות וטכנולוגיות. בחירתה של אינטל העולמית בטכניון כאחד מששת השותפים האקדמיים האסטרטגיים של החברה ברחבי העולם היא מקור גאווה עבורנו ומשמעותית הן מבחינת התרומה לחינוך ולהכשרת מהנדסי העתיד והן לפיתוח מחקר משותף פורץ דרך בקמפוס."

לתמונות לחצו כאן

כיתוב:

1. קרין אייבשיץ סגל, מנכ"לית משותפת של אינטל ישראל ונשיא הטכניון פרופ' אורי סיון.

הפוסט מהשבב המיתולוגי ללוח ההיסטורי: אינטל והטכניון מציינים את השותפות שעיצבה את אומת ההייטק הופיע לראשונה ב-Chiportal.

דירוג היזמות השנתי של PitchBook לשנת 2025 מציב שתי אוניברסיטאות ישראליות בעשירייה הראשונה בעולם בהכשרת בוגרים שהקימו סטארט-אפים וגייסו הון סיכון בעשור האחרון: אוניברסיטת תל-אביב ו־הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל. הדירוג, שפורסם בידי Jordan Rubio ו-James Thorne, מבוסס על ניתוח יותר מ־173 אלף מייסדים שנתמכו בהון־סיכון, ומשווה בין תוכניות תואר ראשון, תארים מתקדמים ו-MBA.

לפי PitchBook, סטנפורד וברקלי ממשיכות להוביל את הטבלה, אך מוסדות מחוץ לארה״ב – ובהם קנדה, הודו וישראל – מתחזקים. באופן בולט, הטכניון טיפס משמעותית לעומת 2024, והצטרף יחד עם אוניברסיטת תל-אביב לעשירייה העולמית.

החברות המובילות לפי הון שגויס – מתוך נתוני PitchBook

אוניברסיטת תל-אביב (Top 5 by capital raised):

• Generate (Capital Markets/Institutions) – 4.3 מיליארד דולר
• Lendbuzz – 1.2 מיליארד דולר
• Next Insurance – 1.1 מיליארד דולר
• Cato Networks – 1.1 מיליארד דולר
• Varo – 1.1 מיליארד דולר

הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל (Top 5 by capital raised):

• Uber Freight – 2.7 מיליארד דולר
• Lendbuzz – 1.2 מיליארד דולר
• Fireblocks – 1.0 מיליארד דולר
• Armis – 792 מיליון דולר
• Celsius Network – 780 מיליון דולר

מעבר לטבלאות הגלובליות, PitchBook פרסמה מהדורות ייעודיות לאירופה ולמייסדות נשים. הדירוג מדגיש כי הצלחת היזמות אינה תלויה רק באקדמיה, אלא באקו-סיסטם מלא: מצוינות מחקרית, תרבות המעודדת ניסוי וחדשנות, וקהילה מממנת שמוכנה לתמוך ברעיונות נועזים עד להפיכתם לחברות גלובליות. בשנה הנוכחית בולטת שוב תרומתן של אוניברסיטאות ישראל לאקו-סיסטם הזה, כאשר רשימות החברות המובילות לפי הון שגויס משקפות שילוב בין פינטק, ביטוח דיגיטלי, סייבר ותשתיות דיגיטליות.

בשורה התחתונה: נוכחות כפולה של מוסדות ישראליים בעשירייה הראשונה מחזקת את מעמד ישראל בזירת היזמות העולמית, ומצביעה על מסלול הכשרה ואקו-סיסטם שממשיכים לייצר מייסדים מגייסי הון בקנה מידה בינלאומי.

למחקר באתר PITCHBOOK

הפוסט אוניברסיטת תל-אביב והטכניון נכנסו לעשירייה העולמית בדירוג היזמות של PitchBook הופיע לראשונה ב-Chiportal.

דדי פרלמוטר, יו"ר הוועדה להגדלת ההון האנושי בהייטק ולשעבר סגן נשיא בכיר אינטל העולמית, מונה ליו"ר הוועד המנהל של הטכניון.

פרלמוטר, בוגר הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי, עבד באינטל 34 שנים, תקופה שבה הוביל בין השאר את פיתוח מעבדי הפנטיום, פנטיום פרו ופנטיום 2 ומעבד הסנטרינו. בתפקידו האחרון בחברה היה סגן נשיא בכיר באינטל העולמית ומנהל המוצרים הראשי של החברה. הוא היה דירקטור במלאנוקס, יו"ר של 2 חברות סטארט-אפ, יו"ר המועצה הציבורית לקידום ההייטק בחברה הערבית ויו"ר הוועדה הבין-משרדית להגדלת ההון האנושי בענף ההייטק.

לפרלמוטר הוענקה מדליית בוגר הטכניון הראשונה (2018), מדליה המוענקת לבוגרים שהגיעו להישגים יוצאי דופן בתחומי המדע, הרפואה, ההנדסה, הטכנולוגיה והארכיטקטורה; אשר תרמו תרומה משמעותית לקידום הכלכלה, התעשייה והחינוך; וגילו מנהיגות מרשימה ומחויבות יוצאת דופן הבאות לידי ביטוי בפעילות ציבורית למען מדינת ישראל והטכניון. בשנת 2023 הוענק לו תואר דוקטור לשם כבוד מהטכניון "על תרומתו העצומה והמגוונת לפיתוח תעשיית ההייטק בישראל ולהצעדתה לחזית הטכנולוגיה העולמית; על היותו מחנך ויזם חברתי ועסקי המעלה על נס את חשיבותם של שוויון הזדמנויות, גיוון, שילוב והכללה של כל מגזרי החברה הישראלית; מתוך הערכה רבה לתרומתו לבית הטכניון ולקידום ההשכלה הגבוהה ועל מסירותו הרבה לאגודת ידידי הטכניון בישראל".

"הטכניון הוא סמל למצוינות, חדשנות ומחויבות לציבוריות הישראלית," אמר פרלמוטר. "זוהי זכות גדולה עבורי לעמוד בראש הוועד המנהל של מוסד שמחנך דורות של מהנדסים, חוקרים ומדענים – אבני היסוד של הכלכלה והביטחון הלאומי של ישראל. בתפקידי החדש כיו"ר הוועד המנהל של הטכניון, וכמי שעומד בראש הוועדה להגדלת ההון האנושי בהייטק, אפעל לחיזוק הקשר בין האקדמיה, התעשייה והמדינה – כדי להבטיח עתיד טוב יותר, טכנולוגי ושוויוני יותר לכל אזרחי ישראל".

גדעון פרנק, שחתם עשור בתפקיד, השלים בטכניון תואר ראשון בהנדסת מכונות ותואר שני במדעי הגרעין. הוא היה מנהל המרכז למחקר גרעיני בנחל שורק ומנכ"ל הוועדה לאנרגיה אטומית. הוא שירת בוועדה לאנרגיה אטומית במשך 43 שנים בתפקידים שונים והיה ראש הוועדה 14 שנים תחת שישה ראשי ממשלה. לאחר מכן שימש כמ"מ ראש הממשלה בתחום זה במשך ארבע שנים. במסגרת תפקידיו בוועדה לאנרגיה אטומית שירת גם כ- Safeguards Inspector, בסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית בוינה וכן כיועץ מדעי בשגרירות ישראל בוושינגטון. לאחר מכן שירת כדירקטור בקרן ון ליר העולמית והיה יו"ר מועצת המנהלים של חברת קריקור, שכחברת בת של קרן ון ליר העולמית עסקה בהשקעות הון סיכון בישראל. כמו כן שירת כדירקטור בחברת החשמל במהלך תקופת שינויי היסוד שעברה החברה. הוא משרת כדירקטור ב- Nuclear Threat Initiative בוושינגטון.

"הטכניון בעיני הוא אחת מנקודות האור בתקופה הקשה הנוכחית אשר עוברת על ישראל והשינויים החריפים והמהירים הצפויים בעולם כולו," אמר פרנק. "הטכניון כמוביל בהנדסה ובמחקר יתגלה כמו בעבר כאחד ממוליכי השינויים החיוניים לקיום המדינה הן בביטחון הלאומי והן בכלכלה. אני שמח מאוד שדדי לקח על עצמו את תפקיד יו"ר הוועד המנהל של הטכניון ואני בטוח שעם ניסיונו וכישוריו המיוחדים יעזור לנשיא הטכניון והנהלתו להוביל את השינויים ההכרחיים להתפתחות ישראל."

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון הודה לגדעון פרנק על הובלת הטכניון בעשור האחרון. "מנהיגותו נוכח אתגרים רבים ומורכבים אפשרה המשך צמיחה וחוסן בתקופה מהמאתגרות ביותר בתולדות הטכניון", אמר. הוא בירך את פרלמוטר על המינוי ואמר: "הטכניון התברך בבוגרים מבריקים, שחלקם, כמו גדעון ודדי, בוחרים להקדיש שנים מחייהם, ואת ניסיונם וכשרונם, לטכניון – אוניברסיטת האם שלהם, שבה הוכשרו וממנה צמחו לקריירות מרשימות ורבות השפעה. אין לי ספק שדדי ילווה אותנו להישגים מרשימים נוספים בחינוך, במדע ובטכנולוגיה."

הפוסט דדי פרלמוטר התמנה ליו"ר הוועד המנהל של הטכניון הופיע לראשונה ב-Chiportal.

מדליסטים אולימפיים, מאמנים בכירים, חוקרי הטכניון וסטודנטים נפגשו להאקתון ראשון מסוגו שמחבר בין ספורט וחדשנות לפיתוח טכנולוגיות כחול-לבן המעניקות יתרון תחרותי.

השבוע נערך לראשונה בטכניון אירוע חדשנות אולימפית – יוזמה משותפת בין הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון לבין הוועד האולימפי בישראל – כחלק מאירועי יום היזמות ובמסגרת אירועי מאה שנה לטכניון. במסגרת האירוע נערך האקתון ראשון מסוגו, המחבר בין ספורט וחדשנות לפיתוח טכנולוגיות כחול-לבן, במטרה שיעניקו לספורטאים הישראלים יתרון תחרותי לקראת המשחקים האולימפיים – לוס אנג'לס 2028. את ההאקתון שהתקיים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון הובילו דיקן הפקולטה פרופ' אלון וולף וראש תחום החדשנות והמדע של הוועד האולימפי בישראל מולי אפשטיין.

האירוע נערך במטרה למנף ולהרחיב את הפעילות המחקרית בטכניון, זאת על רקע ההישגים האדירים של המשלחת הישראלית במשחקי פריז 2024, בהם זכתה המשלחת במספר שיא של שבע מדליות. במהלך המחזור האולימפי נהנו גולשי הרוח האולימפיים תום ראובני ושרון קנטור, זוכי מדליות הזהב והכסף בדגם iQFOiL , מליווי מדעי-טכנולוגי של חוקרי הטכניון ומבדיקות מתקדמות של ציוד הגלישה במטרה למקסם את הביצועים בים. בין החוקרים שליוו אותם היו ד”ר אריאל פישר והדוקטורנט רז מרגי מהמעבדה לביו-תנועה והתקנים לבישים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, ד״ר דנה סולב ופרופסור וולף מהפקולטה להנדסת מכונות. הליווי המדעי -טכנולוגי הינו במסגרת שיתוף הפעולה בין הטכניון לוועד האולימפי בישראל ולאיגוד השייט.

שיתוף הפעולה האסטרטגי שנרקם בשנים האחרונות בין חוקרי הטכניון לבין צוותי האימון של האיגודים האולימפיים במגוון רחב של ענפים, בהם גלישת רוח, קשתות, הרמת משקולות ועוד, כבר מניב תוצאות מרשימות. עדות לכך היא מעורבותם של 18 סטודנטים מהטכניון, ממגוון פקולטות ומסלולים כגון הנדסת מכונות, הנדסת אווירונאוטיקה וחלל, ארכיטקטורה ועיצוב, בהכנות של המשלחת האולימפית למשחקי פריז 2024. באירוע בלטה הנוכחות הפעילה של חברי סגל מהפקולטות להנדסת מכונות, הנדסה ביו-רפואית, הנדסת אווירונאוטיקה וחלל וארכיטקטורה ובינוי ערים. כולם שילבו כוחות עם הספורטאים כדי להציע פתרונות מדויקים, יצירתיים וחכמים כחול-לבן שיגיעו מהמעבדה אל הפודיום במשחקים האולימפיים לוס אנג’לס 2028.

לצד המדליסטית האולימפית שרון קנטור, שהתחרתה בפריז על גלשן שהסנפיר והכנף התת מימית שלו נבחרו עבורה במיוחד לאחר בדיקות מכניות מקיפות בטכניון, השתתפו בהאקתון גם מאמנה שחר צוברי, הקשתים שחר קליינר וניב פרנקל, השחיין האולימפי יעקב טומרקין ומאמן הסייף מאור חטואל שהיה בעבר חוקר ביחידת הביו-אינפורמטיקה בטכניון.

מולי אפשטיין, שמוביל את תחום החדשנות והמדע בוועד האולימפי אמר: "החזון שמוביל את הוועד האולימפי בישראל הוא להציב את החדשנות ואת המחקר הטכנולוגי בלב העשייה למען הספורטאים האולימפיים. אנחנו פועלים ליצירת סביבה שבה מדע, טכנולוגיה ומחקר מתמזגים עם אימון ותחרות, מתוך מטרה אחת — למקסם ביצועים ולהקדים את העתיד. לצד הסיסמה האולימפית הקלאסית 'מהר יותר, גבוה יותר, חזק יותר', אנחנו מבקשים להוסיף שתי אבני דרך נוספות שמייצגות את דרכנו: מדויק יותר וחכם יותר."

את האירוע פתחה יו"ר הוועד האולימפי בישראל ומדליסטית הכסף מאולימפיאדת ברצלונה יעל ארד שאמרה: "שילוב הכוחות בין הטכניון והספורט האולימפי בישראל הוא חיבור של מצוינות חיבור יוצא דופן בין מדע וחדשנות לבין קצה גבול היכולת האנושית. ההצלחות בפריז שייכות לאתמול ואנחנו עם הפנים קדימה למשחקים האולימפיים ב LA2028. הספורטאים שלנו מהווים מקור לגאווה ולחוסן לאומי לא רק כאן בישראל אלא גם בכל יהדות העולם ובאמריקה בפרט. ההאקתון הוא הזדמנות שלכם החוקרים להיות שותפים אמיתיים במסע של הספורט האולימפי להצלחות הבאות. בדיוק כפי שמדענים משקיעים שנים כדי להגיע להישגים במחקר, גם הספורטאים משקיעים ומגיעים להצלחה בזכות עבודה קשה ונחישות. "

דיקן הפקולטה להנדסת מכונות פרופ' אלון וולף, חיזק את דבריה והדגיש כי "המרכז הישראלי למחקר ספורט אולימפי הפועל בטכניון מאז 2018, משלב מחקר רב-תחומי שבמסגרתו חוקרים וסטודנטים מפתחים על פי הצרכים המגיעים מהספורטאים ומהמאמנים מגוון פתרונות וטכנולוגיות חדשניות המציבות את הספורט האולימפי בישראל בחזית המדע וטכנולוגיות הספורט העולמיים. שיתוף הפעולה בין הטכניון לוועד האולימפי בישראל תורם כבר כיום לשיפור בפועל של ביצועי הספורטאים הישראליים, ויש חשיבות רבה להעמקתו." פרופ' וולף הוסיף ואמר כי "ההאקתון האולימפי הראשון שמתקיים בפקולטה להנדסת מכונות הוא הרבה יותר מאירוע של חדשנות – הוא הצהרת כוונות לעשור הקרוב. הוא מממש חזון שבו מדענים וספורטאים פועלים שכם אל שכם, והמדע והטכנולוגיה כחול-לבן הופכים למנוע המרכזי מאחורי ההישגים הגדולים ביותר".

בחבר השופטים היו ד"ר דנה סולב מהפקולטה להנדסת מכונות, לשעבר מאמנת נבחרת הגלישה לנשים ובעצמה ספורטאית מצטיינת, פרופ' אלון וולף, גל סופר, בכיר באינטל וחבר בוועדת החדשנות של הוועד האולימפי ומולי אפשטיין.

במרכז הפיתוחים שהוצגו באירוע עמדו שאלות מענפי השייט, גלישת הרוח, שחייה, סיוף וקשתות, והוצעו רעיונות לפיתוח ציוד "חכם", עיצוב מתקדם, הדמיות תלת-ממד וחישובים דינמיים. במהלך 7 שעות אינטנסיביות פעלו צוותי הסטודנטים והסטודנטיות, בליווי המאמנים והספורטאים עצמם, על פתרונות יישומיים שיסייעו בשיפור הטכניקה וידייקו את הדרך למדליה. הזוכים באירוע גרפו פרסים בשווי כולל של 18 אלף ש"ח: 7,000 למקום הראשון, 5,000 לשני ו-3,000 למקום השלישי (שני זוכים).

במקום הראשון זכו הסטודנטים שגב סימוני, שימי ביתן ותנאז אפרוזר מהפקולטה להנדסת מכונות שהציגו הפתרון לאתגר השייט – מערכת חדשנית לניטור כיוון ומהירות הרוח.

במקום השני זכתה קבוצת הסטודנטים שהציגה פתרון לאתגר גלישת רוח: פיתוח גלשן חכם ובמקום השלישי זכו שתי קבוצות סטודנטים שהציגו פתרון לאתגר הקשתות – פיתוח מאמן דיגיטלי חכם ופתרון לאתגר השחייה ע"י מדידת כוח הגרר הפועל על השחיין.

מי יודע, אולי מהרעיונות שנבטו באירוע הזה, תצמחנה גם המדליות האולימפיות הבאות.

הפוסט הקאתון טכנולוגיות ספורט התקיים לאחרונה הופיע לראשונה ב-Chiportal.

חוקרים בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי והפקולטה לפיזיקה מציגים בכתב העת Nature גילוי משמעותי שיתרום למזעור רכיבים למערכות קוונטיות. את המחקר הובילו הדוקטורנט עמית קם וד"ר שי צסס (כיום פוסט-דוקטורנט ב-MIT) מקבוצת המחקר של פרופ' גיא ברטל בשיתוף עם קבוצות המחקר של פרופ' מחקר מוטי שגב ופרופ' מאיר אורנשטיין. השתתפו בו ד"ר יגאל אילין, ד"ר קובי כהן, ליאור פרידמן וסתיו לוטן מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי וד"ר יעקב לומר, ד"ר אנטולי (טוליק) פצוק וליאת נמירובסקי-לוי מהפקולטה לפיזיקה.

פיזיקת הקוונטים מובילה לעיתים לתחזיות מאוד לא שגרתיות. כך קרה הדבר כשאלברט איינשטיין ועמיתיו, בוריס פודולסקי ונתן רוזן (שלימים הקים את הפקולטה לפיזיקה בטכניון והיה פרופסור מחקר), מצאו תרחיש שבו ידיעת המצב של חלקיק אחד משפיעה באופן מיידי על מצבו של החלקיק האחר, ולא חשוב כמה גדול המרחק ביניהם. מאמרם ההיסטורי מ-1935 זכה בכינוי EPR על שם שלושת מחבריו(Einstein–Podolsky–Rosen) . הרעיון שידיעת מצבו של חלקיק אחד תשפיע על חלקיק אחר הנמצא במרחק עצום ממנו, וזאת בלי אינטראקציה פיזית ובלי העברת מידע, נראה לאיינשטיין מופרך, והוא כינה זאת "פעולה מוזרה ממרחק" (spooky action at a distance); אך עבודה פורצת דרך של חוקר נוסף מהטכניון, פרופ'-מחקר אשר פרס מהפקולטה לפיזיקה, הראתה כי אפשר להשתמש בתכונה זו כדי להעביר מידע בצורה נסתרת – טלפורטציה קוונטית, שהיא הבסיס לתקשורת קוונטית. תגלית זו הושגה על ידי פרופ' פרס עם עמיתיו צ'ארלס בנט וז'יל ברסארד. לימים  קיבלה התופעה את השם המדעי שזירות קוונטית (quantum entanglement), ועל מדידתה והשלכותיה, הכוללות את האפשרות למחשוב קוונטי ותקשורת קוונטית, הוענק פרס נובל בפיזיקה לשנת 2022 לפרופסורים אלן אספה ואנטון ציילינגר, שקיבלו בעבר תוארי דוקטור לשם כבוד מהטכניון, ולעמיתם פרופ' ג'ון קלאוזר. 

שזירות קוונטית הודגמה עד כה עבור מגוון רחב של חלקיקים ועבור תכונות שונות שלהם. עבור פוטונים, חלקיקי אור, שזירות יכולה להתקיים עבור כיוון ההתקדמות, התדר (צבע), או הכיוון אליו מצביע השדה החשמלי שלהם. היא יכולה להתקיים גם עבור תכונות שקשה יותר לדמיין, למשל – תנע זוויתי. תכונה זו מתחלקת לסחרור (spin), הקשור בפוטונים לסיבוב השדה החשמלי, ולמסילה (orbit), הקשורה לתנועה הסיבובית של הפוטון במרחב. דבר זה דומה באופן אינטואיטיבי לכדור הארץ, המסתובב סביב עצמו וגם מקיף את השמש במסלול מעגלי. קל לנו לדמיין את שתי תכונות הסיבוב הללו כגדלים נפרדים, ואכן, פוטונים המאוגדים באלומת אור רחבה בהרבה מאורך הגל שלהם הם באמת כאלה. ברם, כשמנסים להכניס פוטונים למבנים הקטנים מאורך הגל הפוטוני – שזהו המאמץ שבו עוסק תחום הננו-פוטוניקה – מגלים שאי אפשר להפריד בין תכונות הסיבוב השונות, והפוטון מאופיין על ידי גודל יחיד, התנע הזוויתי הכולל.

אז למה שנרצה בכלל להכניס פוטונים למבנים קטנים כל כך? לכך יש שתי סיבות עיקריות. האחת ברורה – זה יעזור לנו למזער התקנים שמשתמשים באור וכך לדחוס יותר פעולות לתא שטח קטן, בדומה למזעור של מעגלים אלקטרוניים. הסיבה הנוספת חשובה עוד יותר: מזעור זה מגביר את האינטראקציה בין הפוטון לחומר שדרכו הפוטון מתקדם (או נמצא בקרבתו), וכך מאפשר לייצר תופעות ושימושים שאינם אפשריים בפוטונים בממדים ה"רגילים" שלהם.

במחקר שפורסם בכתב העת Nature גילו חוקרי הטכניון שאפשר לשזור פוטונים במערכות ננומטריות שגודלן כאלפית השערה, אולם השזירה אינה מתבצעת על ידי התכונות המקובלות של הפוטון, כמו הסחרור או המסילה, אלא רק על ידי התנע הזוויתי הכולל.

חוקרי הטכניון חשפו את התהליך שעוברים פוטונים מהשלב שבו הם מוכנסים למערכת הננומטרית ועד שהם יוצאים למערכת המדידה, ומצאו שהמעבר הזה מעשיר את מרחב המצבים שהפוטונים יכולים לשהות בהם. בסדרת מדידות מיפו החוקרים את אותם מצבים, שזרו אותם באותה תכונה ייחודית למערכות הננומטריות ואיששו את ההתאמה בין זוגות פוטונים המעידה על שזירות קוונטית.

תגלית זו היא הגילוי הראשון של שזירות קוונטית חדשה מזה יותר מ-20 שנה, והיא עשויה להוביל בעתיד לפיתוח כלים חדשים לתכנון של רכיבי תקשורת ומחשוב קוונטיים מבוססי פוטונים, כמו גם למזעור משמעותי שלהם.

המחקר נתמך על ידי רשות החדשנות (תוכנית מגנ"ט), הקרן הלאומית למדע (ISF), המכון לננוטכנולוגיה ע"ש ראסל ברי בטכניון, המרכז למיקרו- וננו-אלקטרוניקה בטכניון (MNFU) ומרכז הקוונטום ע"ש הלן דילר.

למאמר ב- Nature  לחצו כאן

הפוסט חוקרים בטכניון גילו סוג חדש של שזירות קוונטית הופיע לראשונה ב-Chiportal.

חוקרים בפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב פיתחו שיטה מבוססת AI המאיצה בשלושה סדרי גודל את מהירות שליפת המידע ממאגרי נתונים מבוססי DNA ומשפרת באופן משמעותי את הדיוק. צוות החוקרים כלל את הדוקטורנט עומר צברי, ד"ר דניאלה בר-לב, ד"ר איתי אור, פרופ' איתן יעקבי ופרופ' טובי עציון. 

אחסון מידע ב-DNA הוא תחום מחקר חדש ומבטיח, שעיקרו – שימוש ב-DNA כפלטפורמה לאחסון מידע. ל-DNA יתרונות משמעותיים כמערכת אחסון מידע, ובהם שימור המידע לטווחי זמן עצומים; הפחתה דרמטית בעלויות האנרגטיות והכלכליות ובפגיעה בסביבה; וזינוק בצפיפות המידע, שמשמעותו מזעור דרמטי של נפח האחסון.

בהקשר של "חיי המדף" של המידע – ב-2013 הצליחו חוקרים מדנמרק להפיק DNA מעצם של סוס שחי לפני 700,000 שנה. ב-2021 הצליח צוות בין-לאומי להפיק DNA של ממותות שחיו לפני יותר ממיליון שנה. לשם השוואה, אורך החיים של דיסק מגנטי, כמו אלה המשמשים בחוות שרתים, נמדד בשנים או לכל היותר בעשורים בודדים. לכן ברורה קפיצת הענק הצפויה באחסון ארוך טווח.

בהקשר הכלכלי והאנרגטי ראוי לציין כי ה"ענן", המספק לנו את רוב שירותי המחשוב, מבוסס על חוות שרתים הצורכות כיום כ-3% מצריכת החשמל העולמית ופולטות כ-2% מסך פליטות הפחמן. מאחר שכמות המידע גדלה באופן מעריכי, ברור שהנזק הסביבתי הצפוי מהמשך השימוש בטכנולוגיות הקיימות עתיד לגדול בהתמדה.

באשר לצפיפות המידע – צפיפות המידע ב-DNA גדולה עד פי מאה מיליון בערך מזו של אחסון דיגיטלי. פירוש הדבר הוא כי פוטנציאלית, על כל יחידת נפח המחזיקה כיום 1 מגה-בייט נוכל לאחסן עד 100 טרה-בייט.

DNA היא מולקולה שמורכבת מרצף של תרכובות אורגניות הקרויות נוקלאוטידים. אלה מתחלקים לארבעה סוגים המסומנים באותיות T, G, C, A. בהתאם לכך, אם במחשוב המסורתי מיוצג המידע על ידי שתי ספרות בלבד – 0 ו-1 – הרי שאחסון ב-DNA מבוסס על רצפים של ארבע אותיות, מה שמגדיל דרמטית את מספר הצירופים האפשריים.

כדי לכתוב (לאחסן) את המידע בטכנולוגיה זו דרושה סינתזה (DNA Synthesis) – יצירה של מולקולות DNA לפי הרצף שמקודד את המידע; וכדי לקרוא את המידע נדרש ריצוף (DNA sequencing).

פיתוח טכנולוגיית אחסון ב-DNA מלווה באתגרים טכנולוגיים רבים. ראשית, גם הסינתזה וגם הריצוף הם תהליכים ארוכים ורועשים המכניסים שגיאות במידע שנוצר. אלה הן בעיקר שגיאות הסרה, הוספה והחלפה (Insertion/Deletion/Substitution). בנוסף, עקב מגבלותיו של תהליך הסינתזה נוצרים במהלכו עותקים רבים לכל אחת ממולקולות ה-DNA המקודדות את המידע. אלה נשמרים יחד, ללא סדר, בכלי אחסון המהווה את מערכת הזיכרון. במהלך הריצוף מתקבלים עותקים שגויים רבים של מולקולות אלה; מרביתם מכילים שגיאות וחלקם אף נעלמים לגמרי. המחקר הנוכחי מציג פתרון חישובי כולל לאחזור המידע ולתיקון השגיאות במערכות מורכבות אלה, זאת באמצעות אלגוריתמים ושיטות חדשניות לקידוד המידע ולאחזורו. באמצעות ניסויים מראים החוקרים כי הפתרון שפיתחו מאפשר לקצר את משך אחזור המידע וקריאתו מימים שלמים ל-10 דקות.

השיטה שפיתחו חוקרי הטכניון, DNAformer, מורכבת ממודל AI שאומן על בסיס דאטה סימולטיבי (שיוצר באמצעות סימולטור שפותח בטכניון) כך שיידע לשחזר רצפי DNA על בסיס עותקים שגויים שלהם. בנוסף, השיטה מכילה גם קוד לתיקון-שגיאות ייעודי וייחודי ל-DNA, ששומר את המידע בצורה עמידה בפני שגיאות. מעל כל זה פותח מנגנון בטיחות נוסף, שיודע לזהות רצפי DNA רועשים במיוחד ולהפעיל עליהם כלים אלגוריתמיים חזקים בצורה יעילה. בסוף התהליך, הכול מומר חזרה למידע דיגיטלי.

השיטה החדשה שהציגו החוקרים מאפשרת קריאה של 100 מגה-בייט של מידע במהירות גדולה פי 3,200 מזו של השיטה המדויקת ביותר שהייתה קיימת עד כה, ללא אובדן דיוק. בהשוואה לשיטות אחרות שנחשבו מהירות עד לפיתוח זה, השיטה החדשה מציגה שיפור דיוק של עד 40% בנוסף לשיפור זמנים ניכר. יכולות אלו הודגמו על מידע בנפח 3.1 מגה-בייט, שכלל תמונת סטילס צבעונית, קטע קול שאורכו 24 שניות, המציג את דבריו של האסטרונאוט ניל ארמסטרונג על הירח, וטקסט כתוב על מעלותיו של ה-DNA כשיטת אחסון מבטיחה. [כאן]

החוקרים מתכוונים לפתח על בסיסDNAformer  גרסאות המותאמות לצרכים שונים. הם מסבירים גם כי הטכנולוגיה שפיתחו היא סקליבילית ואדפטיבלית, כלומר אפשר יהיה להתאים אותה לכמויות מידע גדולות מאוד המתאימות לצורכי השוק ולטכנולוגיות סינתוז וריצוף עתידיות. 

המחקר נתמך על ידי הנציבות האירופית למחקר (מענק ERC), על ידי הרשות האירופית לחדשנות (מענק EIC, פרוייקט DiDAX) וכן על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF).

הפוסט חוקרים בטכניון פיתחו טכנולוגיה לקידוד, שחזור וקריאה מהירה של מידע המאוחסן ב-DNA הופיע לראשונה ב-Chiportal.

ב-8 באפריל 1982 גילה פרופ' דן שכטמן מהטכניון את התופעה שתזכה אותו לימים בפרס נובל בכימיה (2011): הגביש הקוואזי-מחזורי. לאחר מדידה במיקרוסקופ אלקטרונים, החומר החדש נראה "מבולגן" במבט מקרוב, אך ממעוף הציפור ניכרו הסדר והסימטריה המאפיינים אותו. צורה זו של חומר נחשבה בלתי אפשרית, ונדרשו שנים רבות כדי לשכנע את הקהילה המדעית באמיתותה של התגלית. הפיזיקאים הראשונים שהצליחו להסביר את התגלית הניסויית במונחים תאורטיים היו פרופ' דב לוין, אז דוקטורנט באוניברסיטת פנסילבניה וכיום חבר סגל בפקולטה לפיזיקה בטכניון, והמנחה שלו, פרופ' פול סטיינהארט.

התובנה המרכזית שאיפשרה את ההסבר הייתה שקוואזי גבישים מתנהגים מוזר, כי הם, למעשה, גבישים רגילים – אבל במימד גבוה יותר מ-3 הממדים שקיימים במציאות. צורת הגביש שאנחנו רואים במציאות נובעת ישירות מה"גביש" במימד הגבוה, בדומה לצל של גוף תלת מימדי המוטל על מישור. תובנה זו הסתמכה על תגלית מוקדמת יותר של המתמטיקאי הבריטי רוג'ר פנרוז, לימים גם הוא חתן פרס נובל (פיזיקה, 2020), ונגעה לאפשרות לריצוף מלא של מישור באריחים משני סוגים בלבד. התגלית זכתה לשם "ריצוף פנרוז", שאותו טבע ניקולס דה ברוין, שגם הסביר כיצד הריצוף של פנרוז משתמש, למעשה, באריח בודד בממד גבוה יותר.

מחקר חדש שפורסם ב-SCIENCE

כעת, במאמר בכתב העת היוקרתי Science , שופכים חוקרי הטכניון אור חדש על התופעות האמורות. את המחקר הובילו פרופ' גיא ברטל מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי בטכניון וד"ר שי צסס, כיום פוסט-דוקטורנט ב-MIT, שעשה את הדוקטורט בהנחייתו של פרופ' ברטל. במחקר השתתפו עמיתיהם מהטכניון ומגרמניה.

במאמרם ב- Scienceמראים החוקרים כי לא זו בלבד שהגביש הארבעה-ממדי מכתיב את התכונות המכניות של גבישים קוואזי-מחזוריים – הוא מכתיב גם את תכונותיהם הטופולוגיות, כלומר את אותן תכונות שאינן משתנות גם לאחר עיוות החומר (מתיחה, פיתול וכו').

טופולוגיה היא ענף במתמטיקה שחוקר צורות ותכונות גאומטריות שאינן משתנות תחת עיוותים רציפים. טופולוגיה של מרחבים גבוהים מתמקדת בתכונות של אובייקטים ביותר משלושה מימדים ומהווה בסיס חשוב בתחומים ובהם פיזיקה ומדעי המחשב, למשל בחקר מבנה היקום ובפיתוח אלגוריתמים. קשה מאוד לדמיין מרחב ארבעה-ממדי, זאת משום שאנו רגילים לתפוס את העולם סביבנו כמרחב תלת-ממדי, וקשה אף יותר למדוד אותו.

אז איך מאששים תיאוריה שאי אפשר למדוד? במאמרם השתמשו החוקרים בטכנולוגיית "מיקרוסקופיית שדה קרוב" כדי למדוד תבניות שדה קוואזי-מחזוריות שנוצרו על ידי גלים משטחיים – גלי רפאים שאינם מתגלים במיקרוסקופים סטנדרטיים. בעזרת שליטה בגלים משטחיים, ה"חיים" על השפה של פרוסת זהב, החוקרים ייצרו תבניות שונות שכל אחת מהן מייצגת מבנה ארבעה-מימדי בעל טופולוגיה שונה. להפתעתם, בעוד שבמדידה התבניות נראו כמעט זהות וללא יכולת להבדיל בין התכונות הטופולוגיות שלהם, ניתוחם במימדיות הגבוהה חשף את האפיון הטופולוגי המיוחד לכל אחת מהן.

דפוסי התאבכות קוואזי-מחזוריים של גלי שטח אלקטרומגנטיים

החוקרים בחנו דפוסי התאבכות קוואזי-מחזוריים של גלי שטח אלקטרומגנטיים וגילו למרבה ההפתעה כי אף שהדפוסים נראו שונים, לא היה אפשר להבדיל ביניהם על ידי מדידת תכונות טופולוגיות בדו-מימד. האבחנה בין הדפוסים, הם גילו, הייתה אפשרית רק על סמך הגביש הארבעה-מימדי המקורי. זוהי התצפית הראשונה בהיסטוריה בטופולוגיה ארבעה-מימדית המופיעה באופן טבעי במערכת פיזיקלית, זאת אחרי ממצאים דומים במערכים מהונדסים (מוליכי-גל וסריגים אטומיים קרים מבוקרים).

החוקרים גילו תופעה נוספת: שני דפוסים שונים-טופולוגית של גלי שטח נראו זהים לחלוטין אם נמדדו בהפרש זמן נתון. הפרש זמן זה היה קצר מאוד ונמדד באטו-שניות – מיליארדית של מיליארדית השנייה. התאוריה המקורית של לוין, סטיינהארט ופר בק מסבירה תופעה זו במעין "תחרות" בין התכונות הטופולוגיות של הגבישים לבין תכונותיהם התרמודינמיות (האנרגטיות).

הממצאים הושגו בשתי שיטות – מיקרוסקופיית שדה קרוב (Near-field scanning optical microscopy), שבוצעה במעבדתו של גיא ברטל על ידי ד"ר קובי כהן, ומיקרוסקופיית אלקטרונים (two-photon photoemission electron microscopy), שנמדדה בשת"פ בין אוניברסיטת  שטוטגארט ואוניברסיטת  Duisburg-Essen בגרמניה. הגילויים המוצגים במאמר סוללים דרך חדשה למדידת התכונות התרמודינמיות של גבישים קוואזי-מחזוריים, ואכן, בעתיד הקרוב, מתכוונים החוקרים להרחיב את ממצאיהם למערכות פיזיקליות נוספות ולהעמיק בחקר יחסי הגומלין בין תכונות תרמודינמיות וטופולוגיות. הם מעריכים שבאופן זה יהיה אפשר לגלות ארכיטקטורות חדשות להצפנה, העברה ופענוח של מידע.

המחקר נתמך על ידי הנציבות האירופית למחקר (ERC), הקרן הגרמנית למדע (DFG), קרן  משרד החינוך והמחקר בגרמניה (BMBF), BW Stiftung, Carl-Zeiss Stiftung, מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון (RBNI), מרכז הקוואנטום ע"ש הלן דילר בטכניון (HDQC) והמרכז לננואלקטרוניקה ע"ש שרה ומשה זיסאפל בטכניון (MNFU).

למאמר ב- Science

הפוסט ד"ש מהמימד הרביעי הופיע לראשונה ב-Chiportal.