אנחנו אוהבים לחשוב על עולם המדע כמרחב שבו רעיונות חדשים נבחנים בצורה אובייקטיבית ופתוחה, בהסתמך על נתונים בלבד. אבל ההיסטוריה מספרת סיפור מורכב יותר, ולעיתים שמרני בהרבה. כשמופיעה תאוריה חדשה ששוברת את החוקים המוכרים, הקהילה המדעית מגיבה לרוב בזהירות מתבקשת ובספקנות, עד שיצטברו מספיק הוכחות. אבל לפעמים הספקנות חורגת מגבולות הזהירות והופכת לביטול עיקש. לקראת יום כיפור, רצינו לספר את סיפורם של מדעניות ומדענים ישראלים שהציגו רעיונות פורצי דרך אך נדחו בתחילת דרכם, וכיום ברור לכולם שהמדע חייב להם סליחה.

פרסומת

בשנת 1957 החל יקיר אהרונוב את לימודי הדוקטורט שלו באוניברסיטת בריסטול בהנחיית פרופ' דייוויד בוהם. במהלך עבודת הדוקטורט גילו השניים יחדיו אפקט קוונטי מרשים [1]. בשביל להבין את האפקט צריך ללמוד קצת אלקטרודינמיקה קלאסית. כאשר מטענים חשמליים נעים בקרבת מגנט פועל עליהם כוח. כעת, נניח לרגע שאנחנו מסוככים את השדה המגנטי, כלומר גורמים לו להיות "כלוא" באזור קטן במרחב. מטען חשמלי הנמצא מחוץ לאזור זה, באזור שבו אין שדה מגנטי, לא יחוש בכוח מגנטי.

בעבודתם המשותפת אהרונוב ובוהם הראו שגם אלקטרונים שנעים באזור שבו לא קיים שדה מגנטי יושפעו ממנו. הכיצד?

במכניקה הקוונטית אנחנו לומדים שאלקטרון בודד יכול להימצא בשני מקומות בו זמנית (או, ליתר דיוק, נמצא בסופרפוזיציה של שני מסלולים אפשריים). אהרונוב ובוהם הראו שאם אלקטרון נמצא בסופרפוזיציה של שני מסלולים העוברים את האזור שבו כלוא השדה המגנטי משני עבריו ואז מתלכדים, האלקטרון יושפע מקיום השדה, אף שאינו חש בשדה במישרין.

פיזיקאים רבים לא האמינו שאפקט אהרונוב-בוהם הוא אמיתי. אפילו נילס בוהר, מאבות תורת הקוונטים [2] וזוכה פרס נובל, הסתייג בתחילה מן האפקט – אם כי הוא השתכנע כעבור חודשים אחדים בנכונותו. גם הניסויים הראשונים שהציגו את האפקט לא שכנעו את כל הספקנים.

הספקנות התפוגגה כליל כאשר בשנת 1986 ערכו הפיזיקאי היפני טונומורה ועמיתיו ניסוי מרשים בעזרת מוליכי על שאושש את האפקט [3].

ברכות לאהרונוב על האפקט שנושא את שמו!

עריכה: שיר רוזנבלום-מן

מקורות

[1]Significance of Electromagnetic Potentials in the Quantum Theory | Phys. Rev. 

[2] Theoretical Discovery, Experiment, and Controversy in the Aharonov-Bohm Effect: An Oral History Interview† 

[3] Evidence for Aharonov-Bohm effect with magnetic field completely shielded from electron wave | Phys. Rev. Lett.