חברי.ות סגל ותחומי מחקר
חברי.ות סגל:
פיזיקת חלקיקים ניסויית
פעילות עכשווית:
-
ניסוי אטלס (ATLAS) במאיץ ההדרוני הגדול Large Hadron Collider (LHC)
-
פיזיקה פרטורבטיבית ואי-פרטורבטיבית perturbative and non-perturbative QCD
-
קולבורצית FCAL
-
תכנון ובדיקה של קלורימטר למדידת לומינוסוטו של מאיצים קויים עתידיים ILC, CLIC
פעילות בעבר:
-
פונקציות מבנה של הפרוטון מאינטראקציון אינקלוסיביות ודיפרקטובוום ותהליכים קשים אקסקלוסיביים בניסוי זאוס ZEUS
-
אינטראקציות פיזור עמוק של זרמים נייטרליים וטעונים של נויקרינו ואנטונויטרינן בניסוי CDHSW
ד"ר אשכנזי היא פיזיקאית חלקיקים נסיונאית, שלומדת את התכונות של החלקיקים האלמנטריים היציבים הכי קשים לגילוי - חלקיקי הניוטרינו. מבין כל החלקיקים האלמנטריים המוכרים לנו, שלושת סוגי הניוטרינו עדיין נותרו בגדר תעלומה. לעומת החלקיקים האחרים, כמה מהתכונות שלהם עדיין לא נמדדו בדיוק רב מספיק וגם אינן מובנות, למשל המנגנון המאפשר את קיום המסה שלהם, ומהי בדיוק המסה הזאת? כל אלו קשים מאד להסבר בעזרת הכלים שיש לנו היום ורומזים לקיומה של פיסיקה חדשה.
הניסויים הקיימים למדידת תכונות הניוטרינו עושים זאת על ידי זיהוי האינטראציה בין חלקיק ניוטרינו לבין גרעין של אטום. האפקטים הגרעינים המעורבים באינטראציה לא מובנים לחלוטין, אך ברור שההשפעה שלהם על תוצאות הניסויים משמעותית.
תכנית המחקר של אשכנזי מתמקדת בהערכת האימפקט של האפקטים הגרעינים בניסוי ניוטרינו. אשכנזי מרכזת מאמץ לשימוש בכל המידע הקיים מניסויים של פיזור אלקטרונים על גרעיני אטום על מנת לשפר את המודלים ואת מחוללי הארועים (Monte Carlo) הקיימים עבור ניסויי ניוטרינו. אשכנזי היא חברה בניסויי הניוטרינו MicroBooNE ו- DUNE, היא דוברת שותפה של ניסוי ייעודי של פיזור אלקטרונים ב-JLAB ומפתחת של Monte Carlo עבור קהילת הניוטרינו. המעבדה בראשותה תייצר סדרת מדידות שישפרו את המודלים הקיימים עבור אינטראקציה של חלקיק ניוטרינו עם גרעין ותתמוך בצרכים של הניסוי העתידי DUNE.
Detector development for High Energy Physic.
אני ניסיונאית העוסקת בפיזיקה של אנרגיות גבוהות ומנתחת מידע המגיע ממאיץ החלקיקים LHC שב-CERN.
אחרי גילוי ההיגס, אני מחפשת רמזים לפיזיקה חדשה באמצעות חיפוש חלקיקים חדשים ומדידת תכונות ההיגס.
אני מובילה את קבוצת החיפוש של היגס מעבר למודל הסטנדרטי באטלס.
אני תיאורטיקאי בפיזיקת חלקיקים. תחומי העניין שלי:
-
פיזיקה מעבר למודל הסטנדרטי
-
יישומים של פיזיקת חלקיקים בקוסמולוגיה ואסטרופיזיקה
-
חומר אפל
-
גלי כבידה
-
פנומנולוגיה של ה-LHC
-
פיזיקת היגס
עוסק בתיאוריה של פיזיקה של אנרגיות גבוהות:
-
תיאוריות מעבר למודל הסטנדרטי
-
פיזיקה של המאיץ ההדרוני הגדול
-
חומר אפל
-
קוסמולוגיה ואסטרופיזיקה של חלקיקים
-
פיזיקה של ההיגס בוזון.
-
סופר-סימטרייה
-
מימדים נוספים
לב ויידמן חוקר יסודות תורת הקוונטים. מחקרו מתפרס על מגוון רחב של פעילויות: מעבודת מעבדה באופטיקה קוונטית ועד לכתיבה של מאמרים פילוסופיים על קיום עולמות מרובים.
המחקר מתמקד בצורות שונות של מדידות קוונטיות: מדידות ללא מגע, מדידות חלשות, מדידות של פונקציית גל של חלקיק יחיד, ומדידות לא לוקליות. ביחד עם פרופ' אהרונוב, הוא פיתוח של פורמליזם הדו-וקטורי לתיאור מלא של מערכות קוונטיות.
בתחום האינפורמציה הקוונטית לב ויידמן מפתח פרוטוקולים קריפטוגרפים בעזרת מצבים אורתוגונליים ובשיטות אחרות. חקר פרדוקסים מהווה כלי מחקרי מרכזי בעבודתו שמטרתה העמקת ההבנה של לוקליות ואקראיות בטבע.
לאחרונה המחקר שלי מתמקד בנושאים הבאים:
-
אנליזה של מודלים מייתריים או מודלי כבידה שהינם דואלים לתורות דמויות QCD
-
תיאור בריונים כאינסטנטונים של תורת כיול של הטעם הנמצאת על ממברנות בוחן
-
תיאור הולוגרפי של איטראקציות גרעיניות ושל חומר גרעיני
-
תיאור של הדרונים, כלומר מזונים ובריונים, כמיתרים ברקעים הולוגרפיים, בכלל זה הספקטרום ותהליכי דעיכה
-
זרימות RG ושבירה ספונטנית של סימטריה קונפורמית ע"י שימוש בדואליות בין תורות מיתר ותורות כיול
-
Holographic entanglement entropy במודלים עם כליאה ובתורות כיול עם טעם
-
אילוצים על קיום של סוליטונים ועל יציבותם של מערכות, שבהן למצב היסוד מחזוריות מרחבית
-
תורת המייתרים
-
קוסמולוגיה
-
חורים שחורים
מחקר עיוני ונומרי בפיזיקה של חלקיקים:
-
תורת כיול סריגית - יישום מעבר למודל הסטנדרטי
-
סימולציות נומריות בתורת כיול סריגית
-
כליאת קוורקים בתורת QCD ובתורות כיול אחרות
-
תורות כיול בטמפרטורות גבוהות
המחקר בפיזיקת החלקיקים בעשורים האחרונים הביא לגילוי מרכיבי החומר היסודיים ולהבנת חוקי הפיזיקה השולטים ביקום. בתחום זה נפתחה לאחרונה חזית חדשה – חזית האנרגיה – בזכות מאיץ החלקיקים LHC שליד ג'נבה. ה-LHC מחולל התנגשויות בין פרוטונים באנרגיות גבוהות מאי פעם ומאפשר את חקר התופעות ששלטו ביקום כמיליארדית שנייה לאחר המפץ הגדול. בתחומי אנרגיה אלה מצפים לגילוי של חלקיקים חדשים המעידים על כוחות פיזיקליים שהיו בלתי ידועים עד כה. מחקרו של פרופ' סופר מתמקד בתחום זה, בפרט בחיפוש חלקיקים בעלי זמן חיים ארוך העשויים להיות קשורים לחומר האפל ביקום או לסימטריות חדשות של הטבע. האנרגיה והתנע על החלקיקים הנוצרים בהתנגשויות רבות-אנרגיה בין הפרוטונים נמדדים בגלאי החלקיקים ATLAS, ופיזיקאים מרחבי העולם מנתחים את המידע הנאסף כדי לזהות סימנים לחלקיקים חדשים ולחוקים פיזיקליים חדשים.
חזית נוספת במחקר בפיזיקת החלקיקים היא חזית הרגישות. במחקר זה נמדדות בדיוק רב תכונות של חלקיקים ידועים במטרה לזהות את ההשפעה של חוקים פיזיקליים חדשים. פרופ' סופר משתתף במחקר זה בניסוי BABAR, בו החזיק בתפקיד של מתאם המחקר בשנים 2011-2012.
המחקר שלי משלב בין פיזיקת חלקיקים לבין אסטרופיזיקה ומתמקד בחיפוש אחר פיזיקה חדשה, מעבר למודל הסטנדרטי, ובהבנת התכונות של חומר אפל בעזרת תצפיות של היקום הלוקאלי. אני גם מתעניין בדינמיקה של מערכות אסטרופיזיקליות ובהיסטוריה של הגלקסיה שלנו, שביל החלב. בנוסף, המחקר שלי גם עוסק בפיתוח טכנולוגיות חדישות לגילוי חומר אפל במעבדה.
-
פיזיקה של אנרגיות גבוהות וחלקיקים יסודיים
-
תורת השדות הקוונטים
-
כבידה וחורים שחורים
-
תורת מיתרי על
מחקר ניסיוני בחלקיקי יסוד להבנת אבני הבנין וכוחות הבסיסיות בטבע. חלקיק ההיגס שהתגלה בניסוי ATLAS ב-CERN סגר מצוד של שנים רבות אחר הנדבך האחרון במודל הסטנדרטי של חלקיקים. מכאן הופנה המאמץ מחד ללימוד של תכונות החלקיק שהתגלה, ומאידך לחיפוש של הכללות למודל הקיים. מאיץ החלקיקים LHC שובר שיאים באנרגיות בהן הוא מנגיש אלומות של פרוטונים. אנרגיות גבוהות אלו, המחקות את צפיפות האנרגיה סמוך למפץ הגדול, פותחות צוהר לחיפוש תופעות כגון ממדים נוספים, יצירת חורים שחורים במעבדה, כוחות נוספים וחלקיקים אקזוטיים. פרופ׳ עציון מהמובילים באטלס את החיפוש אחר פיזיקה שמעבר למודל הסטנדרטי.
בנוסף עוסק פרופ׳ עציון בפיתוח גלאי קרינה בטכנולוגיות חדשניות.
-
מאיצי חלקיקים קומפקטיים מבוססי לייזר
-
התהוות נזקי קרינה בסקאלת זמן של פיקו-שניה
-
ביקוע גרעיני על ידי לייזר במטרות מוגבלות מסה
-
יצירת הרמוניות גבוהות ממראות פלסמה יחסותיות
קבוצת הגרעין עוסקת במחקר באמצעות מאיצי חלקיקים בעולם במגמה ללמוד על האנטרקציה החזקה והמבנה של נוקלאונים בודדים ומערכות רבות נוקלאונים.
ניסיונות במעבדות המאיץ בגפרסון ארה"ב, במינץ בגרמניה, ובPSI בשוויץ מכוונים לענות על שאלות כגון:
-
כיצד פרוטון בנוי?
-
האם הפרוטון בגרעין שונה מפרוטון חופשי וכיצד?
-
מה קורה כאשר נוקלאונים קרובים מאוד זה לזה?
-
מה קורה לחומר גרעיני קר ודחוס?
-
כיצד בנויים כוכבי נויטרונים?
-
מדוע רדיוס הפרוטון כפי שנימדד באמצעות אלקטרונים שונה מזה שנימדד באמצעות מיואונים?
-
האם קיים פוטון אפל? (פוטון בעל אנטרקציה אלקטרו מגנטית מוחלשת מאוד)
-
מחקר ניסיוני במאיצי חלקיקים שונים בעולם
-
חקר מבנה התלת מימדי של הנוקלאון חופשי וחקירת תכונות דינמיות של הנוקלאון כמו ספין ומסה בעזרת פיזור אלקטרונים בעלי אנרגיות.
-
חקר אינטרקציה בין הנוקלאונים והשפעת הסביבה הגרעינית על מבנה הנוקלאון
-
חקר הכוח הגרעיני בטווח קצר
-
תכנון ניסויים ומונים למאיץ EIC עתידי
-
כרומודינמיקה קוונטית ואינטראקציות חזקות
-
המבנה הפנימי של הדרונים, כוחות בין קווארקים וגלואונים
-
ספקטרוסקופיה של הדרונים
-
הדרונים אקזוטיים המכילים קווארקים כבדים
-
סוליטונים ושימושיהם לתיאור אינטראקציות חזקות
-
תכונות אסימפטוטיות של תורת ההפרעות בתורות שדה קוונטיות
-
סימולציות קוונטיות של תורות שדה בפיזיקה של אנרגיות גבוהות
-
היבטים של תורת אינפורמציה קוונטית בתורות שדות יחסותית
-
כבידה. מודלים אנלוגיים לחורים שחורים. פרדוקס איבוד המידע
-
בעיות יסוד בתורת הקוונטים
סגל אמריטוס:
יקיר אהרונוב חוקר את יסודות תורת הקוונטים כבר למעלה מיובל. תחומי עיסוקו העיקריים הם: זמן, אי-לוקאליות, אפקטים-טופולוגיים, פאזה-גיאומטרית, סימטריית-כיול, מדידות קוונטיות, פירושים של תורת הקוונטים ועוד. גילוי אפקט אהרונוב-בוהם (ביחד עם דיוויד בוהם) והמדידות החלשות (ביחד עם לב ויידמן ודיוויד אלברט) נחשבות לתרומותיו המרכזיות. יקיר אהרונוב גם הוביל את התגליות של פאזת אהרונוב-אננדן, אפקט אהרונוב-כשר, המדידה המגוננת, הפורמליזם הדו-מצבי וכן אפקטים נוספים בתורת הקוונטים. מחקרו הענף הביא להתפתחותם של תחומי מחקר תיאורטיים וניסיוניים רבים בארץ ובעולם.
-
פיזיקה גרעינית עיונית
-
מבנה הגרעין
-
ריאקציות גרעיניות
-
בעיות רב-גופיות
-
פיזיקה גרעינית באנרגיות בינוניות
-
מצבים קולקטיביים
-
סימטריות בסיסיות
- מחקר ניסויי בפיזיקת החלקיקים היסודיים תוך שימוש בגלאי "אטלס" שנמצא במאיץ ההדרונים הגדול, LHC, שבמעבדת המאיצים CERN בז'נבה. במחקר יש דגש על הנושאים הבאים:
-
בדיקות מדויקות של המודל הסטנדרטי של החלקיקים היסודיים, תוך שימוש במאורעות שבהם נוצרים בוזוני כיול W, Z ופוטון.
-
חיפוש אחר חלקיקים חדשים ותופעות חדשות שצפויות על פי מודלים שהם מעבר למודל הסטנדרטי, תוך שימוש במאורעות שבהם נוצרים צמד לפטונים או צמד סילונים.
-
כריית מידע: שיטות האשכול הקוונטיQC ו-DQC נוסו לאחרונה בהצלחה על נתונים מורכבים מרובים: רעידות אדמה, חקר מבנים מיקרומטריים של חומר בקרני X, נתונים מפיזיקת החלקיקים ועוד. הוכחה היכולת לגלות התנהגויות חדשות.
-
ביואינפורמטיקה: מוטיבים לאפיון אנזימים; חשיבות פונקציונלית ואבולוציונית של מבנים מסודרים בסדרות של חלבונים; סדרות חוזרניות ארוכות במבני DNA.
-
פיזיקה של אנרגיות גבוהות-חלקיקים אלמנטריים
-
תורת השדות הקוונטית- תורות כיול קוונטיות
-
אספקטים לא הפרעתיים בתורות שדה
-
גיאומטריה וטופולוגיה של תורות שדה ובפרט תורות כיול
-
אנומליות קוונטיות בתורות שדה
-
דואלויות בין תורות שדה
-
סופרסימטריה
-
זרימות של חבורת הרנורמליזציה
-
-
תורת המיתר
-
דואלויות בין תורות מיתר\תורות כבידה ותורות כיול
-
שימוש בדואלויות לחקר תופעות לא הפרעתיות בתורות שדה בגבול הצימוד החזק: QCD (כליאה, שבירה ספונטנית של סמטריות, דיאגרמת פזות כתלות בטמפרטורה, פוטנציאל כימי), שימוש בדואלויות לחקר מערכות בפזה ההידרודינמית ומערכות של חומר מעובה.
-
כבידה קוונטית וחורים שחורים
-
פיזיקת חלקיקים ניסויית
-
אינטראקציות אלקטרון – פרוטון (ZEUS, HERA)
-
פיזיקה של אלקטרון – פוזיטרון בכוון קדמי (FCAL, CLICdp, ILC, CLIC, ILD)
-
פונקציות התפלגות של פארטונים (פרוטון, פוטון, פומרון)
פיזיקה של אנרגיות גבוהות ובמיוחד פיזיקה של האינטראקציות החזקות - הכרומודינמיקה הקוונטית, פיזיקה הקשורה למאיץ החדש בג'נבה ובמיוחד לחלקיק שהתגלה שם, אסטרופיזיקה ובמיוחד הנושאים של נאוטרינים מהחלל והחומר האפל.
פיזיקה של הפלסמה – ההיתוך התרמוגרעיני: יצירת גרעין אטום חדש ע"י התמזגות של גרעינים קלים ממנו, תוך שחרור כמות גדולה של אנרגיה. כדי להגיע להיתוך זה, יש להתגבר על כוח הדחייה האלקטרוסטטי בין הפרוטונים שבגרעין, דבר הדורש טמפרטורות אדירות (כמה וכמה מיליוני מעלות) ומביא את החומר למצב הצבירה "פלסמה". תהליך ההיתוך הינו ההיפך מביקוע גרעיני, בו מתפצל גרעין כבד לשני גרעינים קלים ממנו, עם שחרור אנרגיה נמוכה בהרבה מזו שמשתחררת בהיתוך (פצצת אטום בהשוואה לפצצת מימן).
יצוין:
-
ההיתוך הגרעיני הוא מקור כוחה של השמש והכוכבים בכלל
-
הפקת אנרגיה ע"י היתוך תפתור את כל בעיות האנרגיה של העולם, כאשר הדלק הדרוש מצוי במי הים
-
למרות שחלה התקדמות משמעותית בשנים האחרונות, עדיין יש צורך במחקר בסיסי תיאורטי וניסויי
