מבנה ארוג שנוצר מעצמו בתוך גביש התגלה באוניברסיטה העברית

חוקרים צפו לראשונה במבנה תלת ממדי דמוי אריג שנוצר מעצמו בתוך גביש מוצק. שלוש קבוצות מחקר בינלאומיות שיתפו פעולה: אחת מאוניברסיטת סאפיינצה ברומא, אחת מאוניברסיטת נאנקאי בסין ואחת מהמכון לפיזיקה שימושית באוניברסיטה העברית בירושלים, בהובלת פרופ׳ אהרן אגרנט, עם עמיתים מאוניברסיטת חרונינגן שבהולנד. המחקר פורסם ב 2026 בכתב העת Light: Science & Applications.

בגבישים פרואלקטריים רגילים, הדיפולים הזעירים, שהם אזורים של מטען חשמלי חיובי ושלילי, מסודרים בקו ובכיוון משותף. כאן קרה משהו אחר: כשהגביש התקרר ועבר שינוי פאזה, הדיפולים שזרו את עצמם זה מעל זה ומתחת לזה, ויצרו רשת תלת ממדית שדומה לבד ארוג. זו צורת ארגון של חומר שעוד לא נצפתה בגביש מוצק.

הגביש שנחקר הוא מסוג KLTN, שהמציא אגרנט במקור ליישום של מיתוג פוטוני. במהלך גידולו הוכנסו אליו שינויים מחזוריים בהרכב הכימי, שנקראים סורגי פסים. החוקרים השתמשו בכמה טכניקות הדמיה מתקדמות כדי לצפות בחומר.

אחר כך בא החלק המפתיע: בעזרת קרן לייזר ירוקה וממוקדת החוקרים הצליחו לשנות חלקים קטנים מהרשת. האור פרם את הדוגמה בנקודה שבה הוא פגע, בלי להשפיע על שאר הגביש. כשחיממו את הגביש וקררו אותו שוב, המבנה חזר, אבל עם דוגמה חדשה.

החוקרים מאמינים שהממצא עשוי לשקף עיקרון פיזיקלי רחב יותר. מכיוון שהרשת נוצרת בשבירת סימטריה ספונטנית, הם משערים שמבנים טופולוגיים דומים עשויים להתקיים בעוד מערכות, מגבישים נוזליים ועד מוליכי על וחומרים קוונטיים. הדיווח אינו מציג יישום מיידי, אבל כך נראים לא פעם הצעדים שמרחיבים את המפה: חומר שאורג את עצמו, ושאפשר לשנות אותו באור.