תל אביב 360 - חלקיק הרפאים – ניוטרינו | פיזיקת חלקיקים (פרק 5)
- נחמה אריאלי
- Jul 1
- 17 min read
פרק נוסף בסדרת הפודקסטים בנושא "פיזיקת החלקיקים" והפעם אנחנו מתמקדים באחד החלקיקים הקשים ביותר לגילוי – הניוטרינו. חלקיקי ניוטרינו יכולים לעבור דרך גלאי חלקיקים מתוחכמים מבלי להשאיר עקבות. על פי הערכות, מספר החלקיקים ביקום מגיע ל-10 בחזקת 86. החלקיק מסוג נייטרינו שהתגלה לאחרונה במעמקי הים התיכון, עשוי לחולל מהפכה בפיזיקה.
באולפן התארחה ד"ר עדי אשכנזי, פיזיקאית חלקיקים ניסיונית המתמקדת בחקר חלקיקי הניוטרינו. היא מן החוג לפיזיקת חלקיקים, בית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים כאן באוניברסיטת תל אביב. וחברת האקדמיה הצעירה ישראלית. שאלנו אותה על 'חלקיק הרפאים' של היקום – הניוטרינו, שחולף דרכנו כל הזמן, אבל כמעט לא משאיר עקבות. מה כל כך מאתגר בגילוי שלו, ולמה בכלל חשוב לנו לנסות 'לתפוס' אותו? איך התגלית על תנודות הניוטרינו – היכולת שלהם לשנות את הזהות שלהם – שינתה את מה שחשבנו על המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים? שאלנו גם על המחקרים שנעשים במעבדה בראשותה - שאמורים לייצר סדרת מדידות שישפרו את המודלים הקיימים עבור אינטראקציה של חלקיק ניוטרינו עם גרעין ולתמוך בצרכים של הניסוי העתידי DUNE. וגם, איך הגלאים הענקיים – בים התיכון או בקרח של אנטארקטיקה, משלימים את העבודה שנעשית במעבדות?
תאריך עליית הפרק לאוויר: 03/03/2025.
[אות פתיחה]
קריין: "תל אביב 360", ערוץ הפודקאסטים של אוניברסיטת תל אביב.
ורד: שלום לכם ולכן מן האולפנים של אוניברסיטת תל אביב, אני ורד לבקוביץ' ואנחנו בפרק נוסף בסדרת הפודקאסטים בנושא פיזיקת חלקיקים. הפעם נתמקד באחד החלקיקים הקשים ביותר לגילוי, הניוטרינו. חלקיקי הניוטרינו הם בין החלקיקים החמקמקים ביותר ביקום. הם יכולים לעבור דרך גלאי חלקיקים מתוחכם מבלי להשאיר עקבות, ובכל זאת מדידה מדויקת של הניוטרינו היא אחת מהעדיפויות הגבוהות ביותר בפיזיקה של החלקיקים, בין השאר משום שגילוי שלו ומעקב אחריו יספק לנו מידע חיוני על היקום וכיצד הוא נוצר. ביקום יש ככל הנראה מספר בלתי נתפס של חלקיקים יסודיים, על פי הערכות מספרם מגיע ל-10 בחזקת 86, כל חלקיק בפני עצמו חסר חשיבות לאור הכמות העצומה, פרט בודד בהמון עצום. אבל לעיתים גם חלקיק אחד קטן יכול לשאת על גבו בשורה גדולה, והחלקיק הזה הוא מסוג ניוטרינו, שאגב התגלה לאחרונה במעמקי הים התיכון ועלול לחולל מהפכה בפיזיקה. כדי לספר על החלקיק המיוחד הזה ומה באמת כל כך מיוחד, הבאנו את דוקטור עדי אשכנזי, אהלן.
ד"ר אשכנזי: שלום שלום.
ורד: מהחוג לפיזיקת חלקיקים, בית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה בפקולטה למדעים המדויקים כאן באוניברסיטה, וגם נֹֹאמר חברת האקדמיה הצעירה הישראלית. ואת פיזיקאית חלקיקים ניסיונית שמתמקדת בחקר חלקיקי הניוטרינו.
ד"ר אשכנזי: נכון.
ורד: טוב, אז ממה שקראתי, קוראים לו חלקיק הרפאים של היקום. הוא זכה לכל מיני שמות כאלה, שרק שרלוק הולמס בערך יכול לגלות את עקבותיו. אז בואי תנסי אה… להסביר לנו מה כל כך מאתגר בגילוי שלו, ולמה בכלל חשוב לנו לתפוס אותו.
ד"ר אשכנזי: כן, אז באמת חלקיק הניוטרינו הוא אחד מהקשים לגילוי, אם לא הקשה בהם. לקח הרבה מאוד זמן אה… לגלות אותו, למרות שהוא יציב, הוא יכול לעבור מרחקים מבלי להשתנות. אבל יש לו כמה תכונות שמאוד מקשות על הגילוי שלו. אחת זה שהוא ניטרלי חשמלית, אין לו מטען חשמלי, וכל הגלאים שמבוססים על לגלות חלקיקים בעזרת המטען שלהם פשוט לא עובדים לגביו. אה… והדבר השני זה שהוא מאוד מאוד מאוד קל, כמעט ואין לו מסה. האמת שלפי מה שחשבנו לא הייתה אמורה להיות לו מסה בכלל. אבל כנראה שיש לו מסה, היא פשוט מאוד מאוד קטנה. אה… אז שתי התכונות האלה גורמות לגילוי שלו להיות מאוד מאוד מאתגר. [מחייכת] הוא בקושי עושה אינטראקציה, האינטראקציה שלו היא רק חלשה, מאוד חלשה עם כל החומר שמסביבו. אז כדי לגלות אותו צריך הרבה ממנו, צריך מקור מאוד עוצמתי, וצריך גלאים מאוד מאוד גדולים, וצריך הרבה מאוד זמן וסבלנות [מחייכת] לחכות לו.
ורד: אז בואו ננסה להבהיר משהו. כלומר, חזו את קיומו כתוצאה מאותו מודל חלקיקים סטנדרטי שכבר דיברנו עליו בפרקים הקודמים, ואז יצאו לחפש אחריו כדי למצוא את ההוכחה לקיומו? זה היה התהליך?
ד"ר אשכנזי: נכון, ואפילו כשחזו אותו בהתחלה, אז הייתה תרעמה גדולה על זה שבכלל מעיזים לחזות. אה… מי שחזה אותו, פאולי, אמר שהוא עשה פשע גדול, את הדבר הכי נורא שאפשר לעשות בפיזיקה, כי הוא חזה חלקיק שאי אפשר יהיה לגלות.
ורד: אכזרי. [צוחקות]
ד"ר אשכנזי: זה באמת דבר מאוד מאוד קשה לעשות. הוא לא ידע שיקחו כמה עשורים, אבל יצליחו לגלות אותו. שוב, בעזרת ההסתמכות הזאת על סטטיסטיקה, בעזרת גלאים מספיק גדולים ולחכות מספיק זמן, בסופו של דבר אה… הצליחו לגלות אותו.
ורד: אוקיי, אז בואו נגיע לפרקטיקה. אמ… נדבר על זה שאתם עובדים עשרות, אולי מאות ואלפי אנשים, פיזיקאים ברחבי העולם בשיתוף פעולה, כי אין דרך אחרת כדי לעשות את זה, ויש יותר ממקום אחד ומשיטה אחת, מסביבה אחת, שאתם מנסים להנגיש בתוכה את החלקיקים ולנסות לאתר אותו. אז בואו ננסה לפרוש פה את המאיצי החלקיקים שבהם אתם אה… מנסים לגלות אותו.
ד"ר אשכנזי: אז אפילו ננסה להיות יותר רחבות ולהגיד שבגלל שהיה מאוד קשה לגלות את הניוטרינו, ובגלל שרק עכשיו, בשנים האחרונות, בעשורים האחרונים, מצליחים למדוד אותו בכמויות מספיקות, אז יש עדיין כמה שאלות שהם נשארו פתוחות. אה… הרבה מהתכונות של הניוטרינו אנחנו פשוט עדיין לא מכירים, אה… וגם התכונות שאנחנו כן מכירים לא מסתדרות עם כל מה שאנחנו יודעים. אז ממש הזכרת שיש לו… או שאני הזכרתי, שיש לו מסה קטנה, שזה נוגד את המודלים [ורד מהמהמת] שלנו. אנחנו לא מבינים את זה. אנחנו עדיין לא יודעים מה המסה שלו, לא הצלחנו למדוד את זה, אנחנו יודעים שניוטרינואים באים בשלושה… משלושה סוגים, אנחנו קוראים להם שלושה טעמים. אה… אבל אנחנו לא יודעים מה הפרשי המסות ביניהם. אה… אנחנו לא יודעים אם ניוטרינו הוא מה שנקרא אנטי חלקיק של עצמו. לכל חלקיק במודל הסטנדרטי יש אנטי חלקיק שהמטען שלו הפוך, אבל בגלל שלניוטרינו אין בכלל מטען חשמלי, אז אנחנו לא יודעים אם ניוטרינו הוא אנטי חלקיק של עצמו, יש הבדל בין ניוטרינים לבין אנטי ניוטרינים. אממ… אז יש כמה שאלות כאלה.
ורד: ויכול להיות שהמכשלה בכלל היא במודל הסטנדרטי שאותו בכלל צריך לשנות.
ד"ר אשכנזי: נכון מאוד. אה… ואחת השאלות הגדולות באמת שמה… שהשאלה שלך מובילה אליה, זה האם יש עוד חלקיקים מעבר למודל הסטנדרטי? ואם יש כאלה, האם הניוטרינו יכול לפתוח לנו איזה פתח כדי לגלות אותם? האם הניוטרינו הוא איזשהו פורטל, איזה שהוא חלקיק שמקשר בין כל החלקיקים שאנחנו מכירים במודל הסטנדרטי, לבין כאלה שעדיין לא גילינו ואנחנו מאוד מאוד מאוד רוצים ל… [מחייכת] ורוצות לגלות.
ורד: לפני שנשאל את השאלה בשביל מה אנחנו צריכים את זה, בואו נדבר על איך אתם מנסים לגלות אותו. דיברנו על מאיצי חלקיקים, על מקומות שבהם אתם מנסים, תוך כדי הנגשה של חלקיקים, שהוא אה… יתגלה.
ד"ר אשכנזי: אז כל אחת מהשאלות האלה מנסים לפתור או לענות עליהם, או לגל… לפתוח איזה פתח כדי לחשוב עליהם בצורה אחרת בעזרת ניסויים מסוגים שונים. אני באמת עובדת במאיץ חלקיקים, מאיץ שמסוגל לייצר קרן של ניוטרינים, מקור מאוד עוצמתי של ניוטרינים, שמכוון ל… לגלאים, והגלאים שלנו מנסים לגלות את התופעה המעניינת, שנקראת אוסילציות של ניוטרינו, אה… אוסילציות של ניוטרינו זה מה שאפשר את ה… את ההבנה שלניוטרינו יש מסה. בעצם הסתבר שאמרנו שניוטרינים מגיעים בשלושה, משלושה סוגים…
ורד: כן.
ד"ר אשכנזי: …אם אנחנו נשלח סוג אחד למרחק מספיק גדול, אז יש סיכוי מסוים שבאמת נמדוד אותו אחרי שהוא עבר מרחק מסוים, אבל יש סיכוי שהוא יהפוך את הטעם שלו, שהוא ישנה את הטעם שלו ויהפוך מסוג אחד לסוג אחר.
ורד: וזה אומר גלאים אחרים?
ד"ר אשכנזי: אז אנחנו מציבים גלאים במרחקים שונים מהמקום שבו ייצרנו את הקרן, מציבים גלאי מאוד מאוד קרוב ל… למאיץ, למקור, וגלאי מאוד מאוד רחוק, אלפי או מאות קילומטרים מה… מהקרן, ומודדים כמה ניוטרינים מגיעים מכל סוג, מאוד מאוד קרוב ומאוד מאוד רחוק, ובודקים את ההבדל.
ורד: הוא יכול לחצות כל חומר.
ד"ר אשכנזי: בדיוק. בגלל שהוא לא עושה אינטראקציה כמעט בכלל, בגלל שהוא בקושי מתנגש בחומר אחר, אז אנחנו ממש שולחים את הניוטרינים, את הקרן הזאת, אל תוך האדמה. אנחנו ממש מכוונים אותה למטה, כדי שהיא תצא בצד אחר של כדור הארץ.
ורד: וואו, חוצים את כדור הארץ.
ד"ר אשכנזי: אה… אז בניסוי שאנחנו עובדים עליו… כן, הוא נקרא DUNE, אה… שהוא עכשיו נמצא בבנייה, אנחנו שולחים, יישלחו ניוטרינים ממקום אחד בארצות הברית, ליד שיקגו, וזה יגיע עד דרום דקוטה, 1300 קילומטרים משם, והקרן באמת מכוונת ממש אל תוך האדמה, ולניוטרינים לא אכפת. זאת אומרת, מעטים מהם יעשו אינטראקציה או יתנגשו ב… באדמה בדרך, הרבה מהם פשוט יעברו גם את האדמה וגם את הגלאי שלנו, ובכלל לא יהיה להם אכפת, וחלק מאוד מאוד קטן מהם יעשה בדיוק את ההתנגשות בתוך הגלאי שלנו, ואנחנו סומכים על זה כדי לגלות אותם ולהבין קצת יותר על…
ורד: אבל יש פער עצום בין מה שאתם מנסים להנגיש, לבין התוצאה שתתקבל בסוף, נכון? זאת אומרת, מספרים אסטרונומיים של חלקיקים שיעופו…
ד"ר אשכנזי: נכון מאוד.
ורד: וזה כמה בודדים שאולי, אולי, הלוואי… [צוחקת]
ד"ר אשכנזי: ממש ככה. כן, כדי לסבר את האוזן, אז מיליונים של מיליונים של כמה מאות ניוטרינים, כל שנייה, יישלחו 24/7 במשך 7 עד 10 שנים, אולי אפילו יותר, ומתוכם אנחנו מצפים לגלות משהו כמו, כאילו ממש בגלאי, אה… אלפים בודדים. כן. למרות שאנחנו שולחים אותם כל שניה, מיליונים על מיליונים. אה… כן, זה תחום שצריך בו הרבה סבלנות.
ורד: זהו, רציתי להגיד שזה מדע ארוך טווח…
ד"ר אשכנזי: ארוך טווח.
ורד: …כלומר, לקח לכם 10 שנים לבנות את המאיצים…
ד"ר אשכנזי: ממש כך.
ורד: …ועוד, את אומרת, 10 שנים בערך תנגישו את החלקיקים…
ד"ר אשכנזי: להנגיש אותם.
ורד: …ורק בעוד 20 שנה אולי יתקבלו התוצאות מרגע שהחלטתם על להקים את הדבר הזה.
ד"ר אשכנזי: אז אני שמחה להגיד שאנחנו נמצאים ממש… ממש שלב טוב [ורד מצחקקת] בתוך התהליך הגדול הזה, אבל את צודקת, לוקח משהו כמו 10 שנים לתכנן ניסוי כזה, 10 שנים לבנות אותו ו-10 שנים להריץ אותו. אנחנו בשלב ממש טוב, כי DUNE אה… הוא… הוא מאוד קרוב לפעולה, אנחנו מדברים על השנים הקרובות. אה… אז, כן, אני…
ורד: במונחים שלכם את אומרת זה אוטוטו. [צוחקות]
ד"ר אשכנזי: במונחים שלנו זה ממש-ממש קרוב, אה… כן, זה עוד, זה יבוא בשלבים, אז אה… אז משהו כמו שלוש עד חמש שנים אנחנו נתחיל לראות את הגלאי עובד, ויקח עוד קצת זמן עד שהמאיץ יעבוד, אבל בחמש עשרה שנה הקרובות, כן, אני מבינה איך אני נשמעת, [ורד צוחקת] אבל בשבילנו זה עתיד מאוד קרוב. אה… בעשור הקרוב, לא משנה מה, תהיה לנו תגלית, כי אנחנו הולכים למדוד אותם בסטטיסטיקה שמעולם לא נראתה, אז לא משנה מה נראה, זה יהיה מעניין.
ורד: אתם הולכים על בטוח, את אומרת.
ד"ר אשכנזי: אה… כן, זה יהיה מאוד מעניין, לא…
ורד: אבל אתם לא מסתפקים גם בזה, נכון? כי יש ניסויים מקבילים שמנסים לבדוק אותו גם בתנאים של קרח, ותנאים של… דברים שנשמעים ממש כמו מדע בדיוני.
ד"ר אשכנזי: [צוחקת] כן, הכל פה, זה נשמע קצת מדע בדיוני. כן, יש כמה מאיצים שעובדים ברחבי העולם, גם DUNE הוא לא עומד בודד, האמת שיש ניסוי מתחרה ב… ביפן, שגם נמצא בשלבי הקמה, ואפילו יוקם קצת לפני DUNE. אה… וחוץ מזה אנחנו לא מסתמכים רק על מאיצים, אלא מסתכלים גם על ניוטרינים שמגיעים ממקורות אחרים, הרבה מקומות ברחבי היקום, אה… ובשביל זה אנחנו צריכים גלאים אפילו יותר גדולים, אה… אז באמת יש גלאי אחד מאוד מאוד מוכר שמבוסס על… על קרח, והרעיון בו זה שבמקום לבנות גלאי מאוד מאוד גדול, בואו נסתמך על זה שיש לנו כבר תווך קיים, יש הרבה קרח באנטארקטיקה, אפשר להגדיר בתוך כל הקרח הזה איזשהו נפח, שאם ניוטרינים יעברו בו, נוכל לגלות אותם.
ורד: לראות אותם.
ד"ר אשכנזי: כן. אז הרעיון הזה, המחשבה, האמת מהפכנית, שבמקום לבנות גלאי אפשר להשתמש בחומר קיים, כדי לגלות ניוטרינים שמגיעים מרחבי היקום, היא מחשבה נהדרת, והיא משמשת גם בניסוי הזה, שנקרא IceCube בקוטב. יש עוד ניסויים, אחד הניסויים שאת הזכרת, בים התיכון, שנקרא KM3NeT.
ורד: ושם הגיע חלקיק אחד.
ד"ר אשכנזי: נכון, גם ב-IceCube היה חלקיק מאוד עוצמתי, בערך באותם סדרי גודל.
ורד: מאיפה הם הגיעו, החלקיקים האלה?
ד"ר אשכנזי: האמת, הגלאים המאוד גדולים האלה, הסיבה שהם גם מאוד גדולים, זה כי אנחנו מנסים לגלות שם אה… ניוטרינים שהם יותר אנרגטיים, שהאנרגיה שלהם יותר גדולה, גם אם הם יפגעו במשהו בתוך הניסוי, אז כל השרשרת של החלקיקים שיהיה אפשר לגלות אחריהם, תהיה מוכלת בתוך הניסוי, ויהיה אפשר לראות אותם. בשביל זה אנחנו צריכים גלאים כל כך גדולים. אה… אז באמת, בניסויים האלה, גם ב-IceCube בשנה שעברה, וגם ב-KM3NeT, ממש לפני חודש, נכון? [ורד מאשרת בהמהום] אז גילו אה… ניוטרינים מאוד מאוד עוצמתיים, והשאלה מאיפה הם מגיעים זאת שאלה מצוינת, ואנחנו ממש קוראים לכל הרוחות, להסתכל אל השמיים, אל היקום שלנו, ולנסות להבין מה יכולים להיות מקורות כל כך אנרגטיים של ניוטרינים, כי זה באמת עדיין לא ידוע.
ורד: כלומר, פתאום, סליחה על ההפשטה, כן, אבל פתאום צץ לכם חלקיק בגלאי?
ד"ר אשכנזי: אה… אז צריך להפעיל גלאי כדי שיראו אותו, ויש הסתברות, יש כמה ניוטרינים מאוד עוצמתיים שמגיעים עד לכדור הארץ, ואז יש הסתברות מאוד מאוד קטנה שהם ממש יתגלו בתוך הגלאי. אז כן, צריך להציב גלאים ולחכות, ולראות מתי הם מגיעים.
ורד: הרבה סבלנות צריך להיות פיזיקאי.
ד"ר אשכנזי: זה נכון, זה ממש ממש נכון. בהרבה מאוד רמות. אבל אנחנו עם סבלנות, יש לנו סבלנות.
ורד: אני רוצה להחזיר אותך לעניין שאמרנו שמאחר שהם לא תואמים את המודל הסטנדרטי, אולי, אולי שווה לנסות, לנסות ולערער את המודל הסטנדרטי. זה משהו שאתם, בתור… אמנם פיזיקאית ניסיונית ולא תיאורטית, אבל זה משהו שחושבים עליו, זאת אומרת, אולי לנסות מחדש לקיים את ה… את המודל הזה?
ד"ר אשכנזי: התשובה היא כן, כל הזמן. אה… את צודקת, אני ניסיונאית, ואני מסתכלת על ה… על תוצאות של ניסויים, ואני מנסה להבין מה… מה אפשר ללמוד מהם. אבל יש אנשים שמקדישים את כל חייהם בשביל לפתח תיאוריות שמעבר למודל הסטנדרטי, מעבר למה שאנחנו יודעים, אה… או לבנות מודלים חדשים לגמרי. יש אנשים שממש מקדישים את כל… את כל חייהם לזה.
ורד: אבל זה נובע מכם, מהצורך של הפיזיקאים והניסויים, כאילו, 'סַפּקו לנו הסבר, כי המודל הסטנדרטי כבר לא מצליח להסביר את מה שאנחנו רואים'? אתם פונים אליהם, 'אוקיי, תנסו בחישובים שלכם לראות מה אפשר לעשות'?.
ד"ר אשכנזי: כן, ממש ככה. וגם אנחנו משתפים פעולה. למשל, בניסויים כאלה, כמו שלנו, של אוסילציות של ניוטרינים, יכולה להתקבל עדות לזה שיש ניוטרינו רביעי, או חלקיק חדש שאנחנו לא מכירים. אה… אז עכשיו, כדי לנסות לפרש את התוצאות שלנו בצורה טובה, אנחנו משתפים פעולה באופן מאוד מאוד צמוד עם תיאורטיקנים ותיאורטיקניות, ומנסים לראות, עבור כל מודל, האם התוצאות שלנו יכולות לתאום אותו או לא. ואם הם לא תואמות אותו, אז עד איזה גבול אנחנו יכולים להציב על המודל הזה? אנחנו יכולים להגיד שהוא לא נכון, עד כדי כך וכך. אז כן, השיתוף פעולה הוא ממש אה… ממש ממש צמוד.
ורד: וזה לא… העובדה שאתם לא מתקבעים על המודל הסטנדרטי, את זוקפת את זה לזכותה של הפיזיקה, שהיא נותרת גמישה, למרות ה… כי זה נשמע משהו כמו רעידת אדמה, את יודעת, המודל הסטנדרטי כבר לא… אולי הוא לא תקף, אולי הוא לא מספיק לנו. אולי…
ד"ר אשכנזי: אז אני חושבת… קודם כל הוא לא מספיק לנו, [ורד צוחקת] לא צריך אולי. עובדתית, המודל הסטנדרטי מתאר אחוז מאד מאד מאד קטן מהחומר שיש לנו ביקום. אה… אז אנחנו יכולים רק להסתכל על מה שמסביבנו, אבל יש עוד הרבה מאוד ביקום שאנחנו פשוט לא יודעות, אין לנו שום מושג. אה… אז, אז כן, אנחנו אומרים את זה בפה מלא, ואף אחד לא, לא מסתיר את זה [ורד צוחקת] שהמודל לא מספיק. אה… כן, ממש אנחנו צריכים עוד.
ורד: עכשיו, עכשיו נשאל את השאלה שמסקרנת את כולם: מה אכפת לי מהחלקיק הזה? זאת אומרת, עם כל ההערכה והכבוד לעבודתכם האקדמית, בסופו של דבר, איפה זה פוגש אותנו בחיי היום-יום? ה… הידע שאתם… אתם חוקרים, ובאמת אם תצליחו לגלות את, את מה שאתם אה… מקווים שתצליחו לגלות בכל הגלאים שהצבתם ברחבי העולם?
ד"ר אשכנזי: זאת שאלה טובה, ואת שואלת אותה פיזיקאית של חלקיקים, שמקדישה את חייה [צוחקות] בשביל זה. אז אני אענה לך את התשובה שלי, זה פשוט מעניין. מאוד מאוד מעניין לדעת ממה היקום שלנו מורכב, להסתכל עלינו, על הכדור הארץ שלנו ועל השמיים, ולנסות לחשוב מה, מה קורה שם, וגם איך זה נוצר. אה… אז מה שמוביל אותנו במחקר שלנו, זה באמת רק עניין. אין פה שום… [צוחקת] שום תמריץ אה… חיצוני, זה באמת מאוד מאוד מעניין. וההשלכות של זה, או היישומים שאפשר יהיה לעשות עם המחקר…
ורד: כן, אולי תרחיבי בעניין.
ד"ר אשכנזי: אה… אז אני, אני יכולה להרחיב על זה, אבל באמת אני, אני יכולה להגיד לפחות מבחינתי, כי את שואלת אותי, זה מִשְׁנִי. יש המון המון השלכות, והמון ביי-פרודקט, תוצרי לוואי ש… שמגיעים תוך כדי מהמחקר, שהם מעניינים בפני עצמם, אה… אבל חשוב לדעת שהמחקר הזה הוא באמת בסיסי ש… שרק העניין מוביל, מוביל אותו. אה… אוקיי, אז ניוטרינים ספציפית, אין להם הרבה שימושים, [צוחקות] הם באמת לא עושים הרבה אינטראקציות, הם… הם נוצרים בהמון אה… התפרקויות גרעיניות, או התפרקויות רדיואקטיביות, גם הגוף שלנו מייצר כל הזמן ניוטרינים, גם כדור הארץ, גם כל הכוכבים שמסביבנו, שהם בעצם כורים גרעיניים מאוד מאוד גדולים, מייצרים ניוטרינים, אה… אז ממעקב אחרי ניוטרינים אפשר לגלות מקורות כאלה גדולים, סופרנובות, כוכבים, אה… עוד… דברים שיש שם.
ורד: אז בעצם אותו מקור שמשגר את הניוטרינים, שאנחנו פוגשים אותם בעצם בקצה הרחוק יותר של המסע הזה שהם אה… עושים.
ד"ר אשכנזי: נכון, נכון מאוד. וספציפית ניוטרינים, בגלל שהם באמת לא עושים הרבה התנגשויות, הם לא עושים אינטראקציה עם חומר בדרך, אז הם יכולים לתת לנו הרבה מאוד מידע על דברים ב… ביקום שלנו, שאנחנו לא יכולים לקבל מחלקיקים אחרים. למשל, השמש שלנו היא מפיצה הרבה אור, הרבה חלקיקים אחרים שנקראים פוטונים, ואנחנו יכולים ללמוד המון מלחקור את הפוטונים שמגיעים מהשמש, אבל פוטון אחד שהוא נוצר בשמש, לוקח לו המון המון זמן לצאת מהשמש, כי הוא עושה כל הזמן המון התנגשויות. ניוטרינו יכול להיווצר בתוך השמש, או בכל כו… כל כוכב אחר, ופשוט להגיע אלינו. א…
ורד: הוא מגיע בצורה טהורה יותר.
ד"ר אשכנזי: ממש. אנחנו יכולים מהמחקר שלו לדעת הרבה יותר, ואני אומרת את השמש שלנו כדוגמה, כי יש גם הרבה אה… גורמים אחרים מעניינים שאנחנו לא יודעים עליהם כל כך הרבה כמו שאנחנו יודעים על הכוכבים, אז באמת אפשר ללמוד הרבה מאוד מניוטרינים, באמת, אנחנו רק מחכים ל… לסופרנובה הבאה שתגיע ותשאיר את החותם אה… של הניוטרינים, של ה…
ורד: אבק של כוכבים.
ד"ר אשכנזי: …עכשיו, כשיש לנו גלאים, עד עכשיו לא היו לנו מספיק גלאים טובים לניוטרינים, אז את ה… בדיוק, אז את המאורעות הקודמים פשוט אה… פספסנו, אז עכשיו אנחנו ממש מחכים לדבר הבא. וגם אפשר לגלות כורים גרעיניים אחרים, אני לא מתעסקת בזה, אבל [ורד מהמהמת] יש אנשים שעוקבים אחרי ניוטרינים כדי לדעת על פעילות גרעינית בכלל. אז זה השלכות אה… מאוד מוּכּרות.
ורד: גלאים בחלל, הצבתם?
ד"ר אשכנזי: עדיין לא, [צוחקות] אבל זה בהחלט מתחיל להיות מדובר. גלאים של ניוטרינים זה מאוד מסובך, כי הם ענקיים. אה… אז, אז קשה…
ורד: פיזית.
ד"ר אשכנזי: קשה לקחת, כן. קשה, באמת זה… אי אפשר לדמיין דבר כזה. אבל כן חושבים לקחת סוג גלאי כזה, קטן, ולשלוח לחלל, זה כבר היו אפשרויות, לא מ… לא מהקבוצה שלי. אבל בתל אביב, בטח ארז דיבר איתכם, שולח לחלל גלאים אה… מהסוג שלו, שבשביל מחקר של חלקיקים אחרים, הוא בעיקר מתעסק במיואונים, [ורד מאשרת בהמהום] אבל אפשר לגלות כל קרינה שנמצאת בחלל בעזרת הגלאים האלה. פחות התחום שלי, אבל זה קיים.
ורד: נגיד אם זה ניטרין קטן, ניוטרינו קטן, יפגוש את הגלאי של פרופסור עציון שהתארח פה, אז הוא… או ייקלט ב… ב…
ד"ר אשכנזי: אבל הסיכוי לזה הוא כל כך כל כך קטן, ולא נוכל לדעת שזה יהיה ניוטרינו. [ורד מהמהמת] כן, אנחנו… יהיה מאוד קשה, הגלאים של פרופסור עציון, הם ממש… הם קטנים, הם נשלחים על ננו לוויינים, [ורד מהמהמת] משם להסיק שזה היה ניוטרינו, זה יהיה בלתי אפשרי. וגם הסיכוי הוא ממש מזערי שלא… אפילו לא נתייחס אליו.
ורד: ומה סימני הזיהוי? ז'תומרת, הם מתנגשים בכם ב… בגלאים האלו, אין סוף חלקיקים שמגיעים מי יודע מאין, ואיך אתם יודעים לזהות שבאמת הניוטרינו הוא זה?
ד"ר אשכנזי: כן, זאת שאלה מצוינת. אז באמת, ניוטרינו, כמו שאמרנו, הוא בקושי מתנגש עם החומר. אנחנו סומכים על זה שאנחנו שולחים מספיק ניוטרינים עוצמתיים, והם יתנגשו עם החומר, וכשהם מתנגשים עם החומר, הם יגרמו לאיזשהי, לאיזשהו תהליך ב… במה שמרכיב את החומר. אז אני לא יודעת אם דיברתם על זה, אבל החומר עצמו מורכב מאטומים, והאטומים מורכבים מגרעיני אטומים ומאלקטרונים ש… שנעים סביבם, והניוטרינו בסבירות ממש ממש קטנה יפגע באיזה אלקטרון, ובסבירות קצת יותר גדולה יפגע בגרעין של האטום, ואם תהיה לו מספיק אנרגיה, אז הוא ממש יכול לפוצץ…
ורד: לבקע.
ד"ר אשכנזי: …לבקע את גרעין האטום, ואנחנו נראה את כל מה שיוצא מה… מההתנגשות הזאת. הניוטרינו עצמו בהתנגשות יהפוך להיות חלקיק טעון, שאותו אנחנו דווקא כן נראה, אה… ולפי הסוג של החלקיק הטעון הזה, נוכל להסיק מה היה הסוג של הניוטרינו שגרם לו, וממה שהתפרק מכל האטום, כל החלקיקים שיוצאים, אלה שהם, שהם טעונים, אנחנו נוכל לגלות בגלאים שלנו. אז בעצם בגלאים שלנו אנחנו רואים משהו כמו איזשהו זיקוק דינור, אנחנו רואים שום דבר מגיע, ופתאום הרבה מאוד חלקיקים יוצאים בבת אחת. והעבודה שלנו זה קצת כמו לשחזר את הזיקוקי דינור שאנחנו רואים בשמיים, ולנסות להבין מה החלקיק שגרם.
ורד: הילוך חוזר של הסרט.
ד"ר אשכנזי: כן, ככה לעשות איזה… כן. א…
ורד: אז תאורטית, אתם יכולים באופן מלאכותי לזרוק המון גרעינים של חומר כלשהו, אני לא יודעת מה החומר ה… מה החומר העדיף עליכם, שאתם זורקים שם במאיצים שלכם.
ד"ר אשכנזי: כמה שיותר כבד. [צוחקות] כמה שיותר כבד כדי שיהיו כמה שיותר אה… כדי שהגרעין יהיה כמה שיותר גדול, שהסיכוי שהניוטרינו ממש יעשה איתו…
ורד: פסולת פיצוץ, את אומרת, את רוצה.
ד"ר אשכנזי: כן, בטח, אנחנו רוצים לראות כמה שיותר. אה… זה מסבך לנו מאוד את החיים, כי כשהגרעין היה מאוד מאוד גדול, קשה לעשות את השחזור הזה, של מה היה הניוטרינו המקורי, ומה הייתה האנרגיה.
ורד: כי יש המון חלקיקים.
ד"ר אשכנזי: בדיוק. וגם יש המון אפקטים גרעיניים, שזה ממש התחום מחקר של ה… של הקבוצה שלנו פה בתל אביב, איך לשחזר את האנרגיה של הניוטרינו כמו שצריך, ולא להטעות את עצמנו. המון המון מבוסס על זה. אממ… אז כן, אנחנו מעדיפים את ה… את הגרעינים של האטום כמה שיותר גדולים. אנחנו משתמשים בארגון, בארגון נוזלי. אממ… הרבה מהסיבות שאנחנו משתמשים בארגון זה כי הוא זול יחסית, ואנחנו צריכים גלאים מאוד מאוד גדולים, אז צריך למלא אותם בהרבה מאוד חומר. אה… כן, ואנחנו בונים על זה שנוכל לשחזר את מה שקרה מה…
ורד: אז יש לנו מיכל, שזהו המאיץ, שהוא מלא בחומר, ואז אתם יושבים וממתינים שמשהו יקרה?
ד"ר אשכנזי: ממש ממש ככה.
ורד: כלום לא עושים, [צוחקות] רק מתבוננים.
ד"ר אשכנזי: תשמעי, לקח הרבה זמן להשיג את זה.
ורד: בניתם, 20 שנה, תכננתם, בניתם.
ד"ר אשכנזי: בדיוק, הגלאי עצמו הוא, הקונספט שלו זה פשוט בריכות ענקיות. במקרה שלנו של ארגון נוזלי. יש בריכות ענקיות מחומר אחר, או כמו שראיתם, גושים גדולים של קרח, או אזורים של מים, זה יכול להיות… החומר יכול להשתנות, ובתוך החומר הזה, אנחנו קוראים לו הפסיבי, פשוט זה שהניוטרינו הולך להתנגש בו ולהוציא את כל החלקיקים, מסביבו אנחנו מציבים גלאים מאוד מאוד רגישים. אז הגלאים שלנו יכולים להיות גלאים שמגלים איזשהו פלאש קטן של אור, ממש…
ורד: הבזק קטן?
ד"ר אשכנזי: בדיוק, הבזק קטן של אור, תודה, ובעזרת גלאי אור מאוד מאוד רגישים, או מטענים מאוד מאוד קטנים שיכולים להשתחרר לאורך התנועה של ה… של החלקיקים העוצמתיים, ואנחנו יכולים לגלות אותם על ידי המטען שלהם.
ורד: כי אמרת שהוא מקבל מטען ברגע שהוא מתנגש, הניוטרינו.
ד"ר אשכנזי: כן, הניוטרינו עצמו יתנגש, יהפוך לחלקיק טעון מאוד מאוד עוצמתי, והחלקיק הטעון הזה, לאורך הדרך שלו בתוך הארגון הנוזלי, אנחנו אומרים, יינן, הוא ישחרר כמה מהאלקטרונים בדרך, ואת האלקטרונים האלה אנחנו יכולים למצוא. בעצם כל גלאי החלקיקים, רובם מבוססים על ה… על השיטות האלה, כשחלקיקים טעונים עוברים בהם, הם משאירים קצת מהאנרגיה שלהם, או בשביל יינון, כדי לשחרר אלקטרונים, או שהם משאירים קצת אור, או שהם משאירים קצת חום, ואנחנו מציבים גלאים מאוד מאוד רגישים, כדי לגלות את הקצת אור, קצת חום, קצת מטען הזה.
אצלנו בניסוי אנחנו מגלים אור ומטען, ומשלבים את ה… את המידע הזה ביחד, ומצליחים לגלות באמת, אולי אני לא אובייקטיבית, אבל זה באמת ניסוי, אה… ובקדמת הטכנולוגיה אנחנו ממש צריכים לשחזר את הטרֶקים, ממש את המסלולים של החלקיקים הטעונים שעוברים בתוך ה… בתוך הארגון לרזולוציה של כמה מילימטרים. אה… ממש לראות את ה… את הדרך שהם עברו ולזהות את ה… את הסוג שלהם ולמדוד את האנרגיה שלהם, כדי לשחזר את מה שקרה.
ורד: שמאיפה הם יצאו בעצם, מה התחיל את כל המסע הזה שלהם.
ד"ר אשכנזי: נכון מאוד. ועכשיו לשאלתך, איך נדע שזה באמת היה ניוטרינו? אה… אז בניסויים שלנו זה יחסית קל, כי אנחנו שולחים המון ניוטרינים בכיוון מאוד מאוד מסוים לתוך ה…
ורד: ממוקד כמו קרן כזאת.
ד"ר אשכנזי: בדיוק. אז אמנם הקרן הזאת, אנחנו שולחים אותה מאוד ממוקדת, אבל עד שהיא מגיעה לגלאי שנמצא 1,300 קילומטר משם, היא כבר בגודל של בניינים שלמים, אז היא כבר לא כל כך ממוקדת, אבל היא באה מכיוון מאוד מסוים והיא מאוד אנרגטית. אז כל החלקיקים הטעונים שיֵצאו, יצאו לכיוון מסוים. אה… ויצא חלקיק אחד שאנחנו יודעים שנוצר מהניוטרינו, אז זה חתימה שהיא כל כך ייחודית…
ורד: מובהקת.
ד"ר אשכנזי: כן, אי אפשר לטעות בה מדברים אחרים. כן יכולים להיות רעשים אחרים, רעשי רקע. בשביל זה אנחנו קוברים את הניסויים שלנו עמוק באדמה, כדי שחלקיקים אחרים פשוט לא יגיעו אליהם. עדיין יש רעשי רקע, כי גם בתוך האדמה יש פעילויות גרעיניות, אה… של התפרקויות ספונטניות כאלה.
ורד: שאתם לא יכולים בעצם לבודד אותם כשאתם, כשאתם עורכים את הניסוי.
ד"ר אשכנזי: נכון. וזה האומנות של הניסויים שלנו, לנסות לבודד את הסיגנל, את ה… את מה שאנחנו מחפשים מתוך הרקע. יש לנו הרבה, הרבה מאוד דרכים לעשות את זה. אחת מהדרכים זה באמת הכיווניות, הדרך השנייה זה לפי כמות האנרגיה. יש עוד שלל דרכים.
ורד: זה משהו שרואים בעין, את ההתנגשויות האלה, את ההבזקים האלה? או שאתם יודעים שהם שם, והגלאים מעבירים לכם את הנתונים?
ד"ר אשכנזי: כן, אז אנחנו לא נמצאים שם, כי זה קבור מתחת לאדמה, וזה בריכה של ארגון נוזלי, אז אנחנו ממש…
ורד: לא שוחים בארגון נוזלי. [צוחקות]
ד"ר אשכנזי: לא שוחים במקום הקפוא הזה. אה… כן, אנחנו לא… לא מתקרבים לשם, כשהניסוי עובד, למרות שאין בזה שום… בניסויים של ניוטרינים, לעומת ניסויים אחרים בחלקיקים, אין בזה שום סכנה, כי ניוטרינים לא יעשו לנו שום נזק גם אם נהיה שם. אבל הבריכות הם כל כך גדולות, ורק כדי לסבר את האוזן, מה שיהיה קבור קילומטר וחצי מתחת לאדמה, הוא בגודל של מטוסי נוסעים שלמים. כן, זה ניסויים באמת בסדר גודל אחר. אה… וההבזקים האלה של האור, הם ממש לא אה… לא עוצמתיים, מדובר במספר מועט של פוטונים. שוב, תלוי באיזה אינטראקציה ובאיזה אנרגיה, אבל הגלאים שלנו, הם כל כך רגישים שהם יכולים לגלות לרמת הפוטונים הבודדים. [ורד מהמהמת בהבנה] אז בעין אנחנו לא… ממש לא רואים את זה, אבל בהחלט הגלאים שלנו, אנחנו יכולים לשחזר מתוכם את התמונות, וגם תמונות ברזולוציה מדהימה ותלת-ממדית, כדי לראות את…
ורד: של רגע, המפגש הזה.
ד"ר אשכנזי: כן.
ורד: וואו!
ד"ר אשכנזי: כן.
ורד: יפה. דוקטור עדי אשכנזי, הבאת את המדע הבדיוני פה לאולפן, זה נשמע אה… רחוק מאיתנו, אבל זה מתחיל, אה?
ד"ר אשכנזי: זה קורה. זה קורה כל הזמן. אנחנו שם.
ורד: נהדר. תודה רבה שבאת.
ד"ר אשכנזי: תודה רבה לך.
קריין: "תל אביב 360", ערוץ הפודקאסטים של אוניברסיטת תל אביב.
לעוד פרקים של הפודקאסט לחצו על שם הפודקאסט למטה
Comments