ברכות לפרופ' מרדכי שגב מהטכניון על זכייתו בפרס א.מ.ת לשנת 2019.

פרס א.מ.ת הוענק לפרופ' שגב בגין הישגיו המדעיים הרבים, עיקרם בתחום האופטיקה הלא לינארית. "פרס א.מ.ת מוענק מידי שנה על הצטיינות והישגים אקדמאיים או מקצועיים בעלי השפעה מרחיקת לכת ותרומה מיוחדת לחברה. הפרס, בגובה מיליון דולר, ממומן על ידי קרן א.מ.נ. לקידום המדע, התרבות והאמנות בישראל, בחסות ראש ממשלת ישראל." (מתוך אתר הפרס).

בעבודתו החשובה פיתח פרופ' שגב שיטות ניסיוניות בהן אלומות אור שמרו על צורתן בתוך גבישים, תוך שימוש בטכניקות חדשניות ופורצות דרך. בשפה טכנית, במחקרו נצפו לראשונה סוליטונים דו מימדיים אופטיים [1], וכן מבודדים טופולוגיים אופטיים מסוג פלוקה, עליהם נסביר בקצרה בהמשך [2].

סוליטון הוא גל השומר על צורתו לאורך התקדמותו. דוגמה מפורסמת לכך בטבע היא צונאמי [3]. לרוב, גלים המתקדמים בתווך "אמיתי" (כלומר, לא בריק) מאבדים את צורתם ומתרחבים בתהליך הנקרא עקיפה (דיפרקציה). למשל, אלומת אור של פנס תתרחב תוך שהיא מתקדמת, בשל התגובה של האור לאוויר (נציין כי תופעה דומה יכולה להתקיים גם בריק). בכל זאת, ישנם מקרים מיוחדים בהם הסביבה שדרכה עובר הגל מפעילה כוח התלוי בעוצמת הגל ו"לוכדת" אותו, כך שכוח זה מבטל את העקיפה וגורם לגל לשמור על צורתו.
קבוצת המחקר של פרופ' שגב השתמשה בגבישים המשנים את תכונותיהם במגע עם אור בכדי לייצר סוליטונים של אור. לגבישים יש תכונה הנקראת "מקדם שבירה", אשר מכתיבה את מהירות התקדמות האור בגביש. לאור יש נטייה להלכד במעבר בין חומרים שמקדמי השבירה שלהם שונים מספיק. הקבוצה השתמשה בחומרים המשנים את מקדם השבירה שלהם בעת תגובה עם אור (פוטורפרקיטביים) ובחומרים בהם תגובה לחום יוצרת אפקט דומה. במקרה השני, האור שעבר בגביש חימם את סביבתו. בשל תכונות הגבישים, האור שינה את מקדם השבירה סביב עצמו, מה שיצר כוח לוכד וגרם לאלומה להשאר ממוקדת. תוצאה חשובה זו יסדה תחום חדש לחלוטין באופטיקה. בין היתר, השתמשה קבוצת המחקר בטכניקה זו בשביל לייצר אלומות אור המתעקמות מעצמן (מישהו אמר Lightsaber?) וכן בשביל לדמות תופעות הדומות לכבידה, בגביש קטנטן.

התגלית החשובה השניה בגינה ניתן הפרס, מבודדים טופולוגיים [4] היא סוג יוצא דופן של חומרים, המתנהגים כמבודד חשמלי, ועם זאת מוליכים זרם חשמלי על שפתם, בכיוון אחד בלבד. בין תכונותיהם יוצאות הדופן הרבות, מבודדים טופולוגיים יכולים לאפשר בניית התקנים חשמליים המוליכים בצורה מושלמת, מה שהופך אותם לחסכוניים ויעילים במיוחד. מסיבה זו, מאמצים רבים מושקעים ביצירת מערכות ניסוניות של מבודדים טופולוגיים. קבוצתו של פרופ' שגב הייתה הראשונה לבנות מערכת ניסויית של מבודדים טופולוגיים אופטיים. הקבוצה השתמשה בגבישים פוטוניים [5] (מבלי להכנס לפרטים הטכניים, אלו גבישים שבהם האור מתנהג כמו חלקיק בחומר מוצק שטוח) המוליכים אור בכדי לייצר מצבים שנעו רק על שפת הגביש, בכיוון אחד בלבד והיו עמידים לפגמים. מחקר חשוב זה [6] הוביל גם הוא ליצירה של תחום חדש בפיזיקה ניסויית.

עמותת "מדע גדול בקטנה" מברכת את פרופ' מרדכי שגב על זכייתו.

למקורות וקיראה נוספת: 

[1] סוליטונים

[2] מבודדים טופולוגיים אופטיים

[3] צונאמי

[4] מבודדים טופולוגיים 

[5] גבישים פוטוניים

[6] קישור למאמר על מבודדים טופולוגיים אופטיים

הכותב התמחה בעבר במעבדתו של פרופ' שגב, אולם לא זכה לבנות Lightsaber