על הניסים ועל הניסויים

ניסיתם פעם לחשוב על סיפור נס החנוכה כעל ניסוי מדעי? קבוצת מדענים (בואו נקרא להם "מכבים") מצאה כמות קטנה של שמן. השערת המחקר שלהם הייתה שכמות שמן זו תספיק להאיר את מנורת בית המקדש במשך יום אחד, אך תוצאות הניסוי הפתיעו – כמות השמן הספיקה לשמונה ימים.

רוב הכתבות שאתם קוראים כאן באתר מספרות על תגליות שהתקבלו אחרי שנים של מחקר מעמיק. החוקרים שלנו מקדישים לפעמים את כל הקריירה שלהם כדי לבדוק נושא מסוים. החגיגות הקרובות סביב תוצאת הניסוי המשמחת של חנוכה גרמו לנו לרצות לבדוק – האם גם כיום מתקיימים ניסויים כאן באוניברסיטה, בהם תוצאות הניסוי מתקבלות בפחות משמונה ימים? סיבוב במעבדות המחקר שלנו הניב כמה תוצאות מפתיעות.

תמשיכו לחפור

ארכיאולוגיה זה מדע לאנשים סבלניים. חפירה ארכיאולוגית נמשכת שבועות או חודשים, ולפני החפירה מתקיימות עבודות הכנה של חודשים. סודות מהעבר שטמונים באדמה מתגלים פיסה אחר פיסה, ולפעמים רק אחרי שהממצאים נלקחים למעבדה ועוברים תהליך ארוך של זיהוי, מתברר מהם האוצרות שהתגלו בחפירה.

כל זה נכון, אך היום ישנם כלים שמסייעים לקצר תהליכים. "בעבר, לכל חפירה הצטרף גם אדריכל או שרטט מקצועי, וצוות החפירה האריכואלוגית היה צריך כל הזמן למדוד גבהים, לשרטט תוכניות, לצלם ולתאר בכתב את כל מה שקורה באתר. לשמחתנו היום השיטות השתנו, ולטובה", מספרת נעמה ולצר, סטודנטית לתואר שני בחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום באוניברסיטת תל אביב, שמתמחה בתקופת הברונזה הבייניימית אצל פרופ' ישראל פינקלשטיין.

"בחפירות שלנו אנחנו עובדים כיום עם מכשור מתקדם ועם תוכנות מחשב, אשר עושות במקומנו הרבה מהעבודה הקשה. מכשירים כמו ה-,Total station שהוא המכשיר שלפעמים אנו רואים בידי מהנדסי כבישים העומדים לצד הכביש ומודדים, מספק לנו נקודות ציון בשטח, ואנחנו יכולים למדוד באופן מדויק ביותר נ"צ וגובה מעל פני הים של כל ממצא וממצא. את הנתונים הללו אנו מזינים ישירות לתוכנות GIS, אשר מייצרות מפות חכמות, וכך תוך כמה דקות בלבד יכול צוות החוקרות והחוקרים לקבל פרישה מרחבית של כל הממצאים בשטח החפירה".

ולצר מספרת כי במשלחת החפירות במגידו ובקריית יערים מייצרים הצוותים מודלים תלת-מימדיים של כל "ריבוע" באתר החפירה. שיטה זו מאפשרת לעקוב אחר השינויים והתגליות בכל פינה של החפירה לאורך העונה כולה. "התוכנות הקיימות היום בשוק מאפשרות לנו לייצר מודלים כאלה תוך פחות משעה, ורמת הדיוק והרזולוציה הגבוהה שלהם מאפשרת לנו לשרטט את הקירות והארכיטקטורה שאנחנו מוצאים, תוך חסכון זמן יקר של הצוות".

נעמה ולצר באתר החפירות

24 שעות בחממת חיידקים

רוצים להיות ביולוגיים? אחד הכישורים החשובים שתצטרכו לסגל לעצמכם הוא יכולת לטפח חיידקים. רונה שהרבני, דוקטורנטית במעבדה לביופיסקה במרכז לננו מדעים וננו טכולוגיות, סיפרה לנו שאחד הדברים שביולוגים מתחילים לומדים הוא שחיידקים הם כמובן בכל מקום, אבל הם נפוצים מאוד דווקא במקומות שאנחנו פחות מצפים להם. אם תהיתם מהו הפריט המזוהם ביותר בסביבה המיידית שלכם, אפשר בקלות לגלות זאת בניסוי שאורך הרבה פחות משמונה ימים.

"אנו מכינים צלחות פטרי, שהן כלי מעבדה שקוף ודק לגידול חיידקים, ומניחים בהן מצע מתאים לגידול חיידקים, כמו סוכר שמרים. לאחר מכן אנו מחלקים את הצלחת לרבעים, ומבקשים מהחוקרות ומהחוקרים הצעירים "ללטף" פריטים שנחשבים בעיניהם מזוהמים, כמו ידית דלת, מתג חשמל, עט או טלפון סלולרי ועוד", מסבירה שרהבני. "לאחר כל ליטוף שכזה הם טובעים את אצבעם ברבע אחר בצלחת, ומניחים  את הצלחות באינקובטור, המספק לחיידקים תנאים אופטימליים להתפתחות".

לאחר כיממה, ואחרי ששהו בטמפרטורה של כ-37 מעלות צלזיוס, חוזרים הסטודנטים ובודקים היכן התפתחו הכי הרבה חיידקים. "מדובר בנקודות לבנות שניתן לראות בעין, ללא צורך במיקרוסקופ", אומרת שהרבני ומסכמת "התוצאה המתקבלת, שלרוב מפתיעה את הנסיינים, היא שהמכשיר הנושא עליו את כמות החיידקים הגדולה ביותר הוא הטלפון הסלולרי שלנו, שמלווה אותנו לכל מקום אליו אנו הולכים, וזוכה למגע מתמיד עם איברי גופנו". ראו, הוזהרתם.

^{תרבית חיידקים בצלחות פטרי. איזה מהם לקוחים מהטלפון הנייד?}

סנתזו לכם ננו-חלקיקי זהב

מי לא רוצה להתעשר ברגע? במעבדת הכימיה במרכז לננו-טכנולוגיה אפשר ליצור "ננו-זהב" תוך שעות, ואם זה לא נס, אז אנחנו לא יודעים מה כן. "מדובר בתהליך כימי בו מערבבים תמיסות המכילות יוני זהב, סודיום ציטראט וסודיום בורוהידריד. בתהליך הנקרא תגובת חימצון-חיזור הנפוצה בטבע, הופכים יוני הזהב של החומר לאטומי זהב, ומהם נוצרים ננו-חלקיקי זהב, אותם אנו יכולים לראות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני", מסבירה רונה שהרבני.

קביעת גודלם של החלקיקים נעשית על ידי שליטה בטמפרטורה. הם יכולים להיות בעלי צבע סגול, כחול, ורוד, ירוק ועד אדום עז. ככל שהחלקיק גדול יותר צבעו סגול-כחול כהה. למעשה, כבר על פי הצבע, ועוד לפני שנבדקו במיקרוסקופ האלקטרוני, אנו יכולים לדעת איזו תמיסה מכילה חלקיקים גדולים או קטנים יותר.

"אחד הדברים היפים בתהליך הוא האפקט הפיזיקלי (אפקט פלזמוני), שבו בגדלים ננומטרים שונים משתנה גם האינטראקציה בין המתכת לאור. השינוי בצבע נגרם כתוצאה מתגובה שונה של החומר במימד הננומטרי לאור, לעומת התגובה שלו במימד המאקרוסקופי.

בננו-חלקיקי הזהב היקרים משתמשים בתחומים רבים. בביולוגיה הם משמשים כאמצעי להפרדת סלילי די.אן.איי כפולים לצורך מחקרים בתחום הריפוי הגנטי; בתעשיית המיקרואלקטרוניקה - בפיתוח שיטות יעילות יותר להדפסה של מעגלים חשמליים באמצעות הדפסת דיו מתכתי במדפסות הזרקת דיו; בתעשיית הדלק והרכב - כמזרזי תגובות כימיות; ובתחום האופטיקה והנדסת החומרים למשל, נמצאה שיטה לפיזור אחיד של ננו חלקיקי זהב בתוך פלסטיק, שמשפרת את תכונותיו.

^{מולקולות זהב מחוברות, בדרך להפוך לננו-חלקיקים}

אז מסתבר שלא כל מחקר או ניסוי חייבים להימשך חודשים ארוכים. אפשר להפיק היום מידע חשוב ומעניין על העבר ועל העתיד תוך ימים ספורים, ולפעמים אפילו בפחות מכך. בכל מקרה, אצלנו במעבדות לא סומכים על ניסים, ואת התוצאות משיגים בהרבה עבודה קשה. חג חנוכה שמח!