פרס קריל לד"ר יונתן רוכמן

מהו התהליך המיקרוסקופי שעומד מאחורי תופעות קוונטיות כמו מוליכות על ומגנטיות המתרחשות בחומרים?  ד"ר יונתן רוכמן מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת בר-אילן הוא תאורטיקן, שחוקר תופעות קוונטיות במערכות רבות חלקיקים. תחום המחקר שלו נקרא "מצב מעובה קוונטי״. "הכוונה היא לנוזלים קוונטיים, מוצקים קוונטיים וכל מה שביניהם," הוא מסביר. "דוגמה מצוינת לנוזל קוונטי היא מוליך על: כאשר מקררים מתכות מסוימות מתחת לטמפרטורה קריטית הן הופכות ל'מושלמות' (חסרות התנגדות). מסתבר שזו תופעה קוונטית לגמרי למרות שהיא מתרחשת בגוף גדול שניתן לראות בעין או להחזיק ביד."

לאחרונה זכה ד"ר רוכמן בפרס קריל להצטיינות במחקר מדעי מטעם קרן וולף לשנת תשפ"ב 2022. דוגמה לנושא מחקר של ד"ר רוכמן הוא "המסע המדהים" שאלקטרונים בתוך מתכת צריכים לעבור כדי להפוך לנוזל-על. ראשית, הם צריכים להיצמד ולהפוך לזוגות קשורים של אלקטרונים, על אף שהם דוחים זה את זה בצורה חזקה מאוד. מרגע שהפכו לזוגות, הם עוברים שלב שני ומדהים אף יותר, שנקרא התעבות (קונדנסציה), שבה כל הזוגות נופלים למצב קוונטי יחיד. תהליך דומה עומד מאחורי ההתרגשות סביב החלקיק האלוהי, ה״היגס״. למעשה, הוא מציין, אנחנו כנראה חיים בתוך נוזל-על שממלא את כל היקום.

השנה, יחד עם קולגות מארה"ב, גילה ד"ר רוכמן מקרה קיצוני, בו חומר קוונטי, הדומה יותר למוליך למחצה מאשר למתכת, יכול להפוך למוליך על. תגלית זו מותחת את גבולותיה של מוליכות העל למחוזות חדשים. "עכשיו אנחנו רוצים למצוא חומרים שיממשו רעיון כזה באופן ניסיוני," הוא אומר.

ד"ר רוכמן מושפע כחוקר משני דברים עיקריים: ניסויים - אחד היתרונות הבולטים בתחום שלו הוא הקרבה לניסוי ולניסיונאים. ניתן לעשות מחקר פורץ דרך בחומר קוונטי בקבוצות מחקר קטנות מבלי צורך בפרויקט מחקר ענק ויקר מאוד. בנוסף הוא מושפע ממחקרים תאורטיים פורצי דרך.

ד"ר רוכמן למד לתואר ראשון באוניברסיטה העברית, ולתואר שני ודוקטורט במכון וייצמן. בהמשך עשה פוסט-דוקטורט ב-MIT ולאחר מכן קיבל משרת חבר סגל בבר-אילן במחלקה לפיזיקה. הוא מנהל סמינר "רזניק" של מצב מעובה, ארגן כנסים בארץ ובחו"ל. "החלום שלי הוא למצוא דרך לבסס את התיאוריות שלי בניסוי מעל ומעבר לכל ספק. לצורך כך נדרשת עוד הרבה עבודה מדוקדקת אשר תבחן את כל האופציות החלופיות," הוא משתף.