פריזבי עם אלקטרונים והקשר לסמארטפונים שלנו

אני אדם תחרותי. לכן בחרתי להצטרף למרוץ מאתגר ולא פשוט למזער את האלקטרוניקה לרכיבים קטנים יותר, מהירים יותר, ובעלי תווך זיכרון גדול יותר. רכיבים קטנים שיעבדו בקצב גבוה יותר, ישמשו את מחשבי העתיד, וישלטו על המהירות שבה עובדים כל המכשירים האלקטרונים, מאייפונים ועד לוויני חלל.

עוד ב"חוקרים פרטיים" בערוץ הלימודים:

מידה כנגד מידע: למה אני שוקלת חלבונים?

למה בחרתי לטפל בעזרת יצירות ספרותיות?

כדי להבין את קצב השינוי צריך לזכור שרק לפני כמה עשורים מחשבים בגודל של חדר היו בעלי יכולות פחותות מהמחשב שקיים בטלפון הסלולרי. היום על שבב בגודל חיידק ניתן למקם מאות אלפים של רכיבים. בתחרות הזאת אני נהנה מהחידוש והיצירה של רכיבים קטנים (ננו-מטרים) מתוחכמים יותר עם תכונות שונות ממה שהכרנו עד כה.

המרוץ למזעור של רכיבים אלקטרונים הוא לא קל. קצב עבודת הרכיבים בתעשייה מוגבל על ידי חימום הנובע מפיזור של האלקטרונים שזורמים ברכיב. אחת השיטות שנחקרות בעולם ויכולות להקטין את החימום מזרם האלקטרונים היא להשתמש בתכונה בסיסית של האלקטרון: הספין. האלקטרון מסתובב סביב צירו כמו פריזבי (צלחת מעופפת).

פרופ' יוסי פלטיאל

לכן כמו צלחת מעופפת שמסתובבת ומתקדמת קדימה, למרות התנגדות האוויר, כך גם אלקטרונים יקטינו את ההתנגדות אם רק יסתובבו בכיוון אחד. אכן, במחקר בעולם גילו שניתן להפחית פיזור של אלקטרונים על ידי הפרדה שלהם על פי כיוון הסיבוב שלהם סביב עצמם. התהליך להפרדה בעולם לא יעיל ודורש חומרים מסובכים.

להפתעתי ולשמחתי הגדולה מצאתי יחד עם שותפים למחקר ממכון ויצמן, שהטבע והביולוגיה מייצרים דרך פשוטה ויעילה להזרים אלקטרונים רק עם כיוון סיבוב אחד. דרך שונה זאת מאפשרת לנו לשחק פריזבי עם אלקטרונים ולדאוג שהפריזבי יגיע בדיוק ליעדו. בכך להקטין את החימום ולמזער את רכיבי הזיכרון. כמו פריזבי גם סביבונים שומרים על יציבות בגלל הסיבוב שלהם. לפיכך לקראת חג החנוכה כשתסובבו את הסביבונים ותראו שהם יציבים יותר, אפילו אחרי שפגעו בקיר תחשבו שאולי בפעם הבאה תצלמו את החג עם אייפון שבו כל האלקטרונים בחרו כיוון סיבוב אחד.

יוסי פלטיאל הוא פרופסור באוניברסיטה העברית במחלקה לפיזיקה יישומית

חוקרים פרטיים הוא מדור חדש בערוץ הלימודים של ynet, שבו יסבירו חוקרים מדוע החליטו לעסוק בתחום המחקר שלהם. המדור נעשה בסיוע "האקדמיה הצעירה הישראלית" http://www.young.academy.ac.il/