פרופ' אבי צדוק: "המרכיב הקריטי ביותר להצלחה במחקר הוא עבודה עם סטודנטים מעולים"

בעשור האחרון זכו הסטודנטים של פרופסור אבי צדוק בשלל פרסים ומלגות. חמישה מהם הוכתרו כמצטייני רקטור. אז מה בדיוק עושים שם, בקבוצה שמצמיחה כל כך הרבה מצטיינים?

הסטודנטים של פרופ' אבי צדוק עושים חיל - ואת זה לא רק הוא אומר: יש גופים אחרי שהגיעו למסקנות דומות. "לאורך השנים היה לי את המזל ואת הזכות לעבוד עם סטודנטים טובים מאוד," מספר צדוק. "בעשר השנים שבהן קבוצת המחקר שלי קיימת, חמישה מהסטודנטים זכו בפרס רקטור על הצטיינות במחקר לתארים מתקדמים - ארבעה מהם ברצף בארבע השנים האחרונות. אחד הסטודנטים, חגי דיאמנדי, זכה במלגת עזריאלי לדוקטורט, שזו מלגה תחרותית מאוד. בוגר אחר של הקבוצה, יאיר אנטמן, זכה במלגת רוטשילד לפוסט-דוקטורט ונמצא כעת באוניברסיטת קולומביה בניו-יורק. מאז שנוסדה קבוצת המחקר סיימו במסגרתה כבר חמישה דוקטורנטים ו-15 מאסטרנטים, וכרגע היא כוללת פוסט דוקטורנט אחד, שבעה סטודנטים לדוקטורט, סטודנט אחד למאסטר ומנהלת מעבדה במשרה מלאה, ד"ר מירית חן, בעלת דוקטורט בכימיה, שמשלימה אותי בצורה יוצאת מהכלל. המרכיב הקריטי ביותר להצלחה במחקר הוא עבודה עם סטודנטים מעולים."

פרופ' אבי צדוק, 45, נשוי ואב לשלושה ילדים, מתחיל כעת את שנתו העשירית במסלול לאלקטרו-אופטיקה בפקולטה להנדסה של בר אילן. את התואר ראשון שלו עשה בפיזיקה ומתמטיקה באוניברסיטה העברית, במסגרת תכנית תלפיות של הצבא, ומשם המשיך לתואר שני ושלישי בהנדסת חשמל בתל אביב, שם חקר סיבים אופטיים, ולפוסט בקאלטק (Caltech) שבקליפורניה, בו עסק בננו-טכנולוגיה של אור. תחומי המחקר הללו באים שניהם לידי ביטוי בקבוצת המחקר שלו, שלה שני תחומי עיסוק עיקריים: סיבים אופטיים וצ'יפים מסיליקון.

התחום הראשון בו עוסקת קבוצת המחקר הוא תחום קלאסי, אבל עם טוויסט: אם סיבים אופטיים משמשים על פי רוב להעברת מידע - בקבוצה של פרופסור צדוק הם משמשים כסנסורים למדדים סביבתיים. "למרות שהסיבים לא נוצרו למטרה הזו, יש להם יתרונות חשובים בחישה: הם דקים, כך שקל להכניס אותם למבנה, וארוכים, כך שאפשר לבצע באמצעותם מדידות על פני מאות קילומטרים אם צריך. הם מתאימים לעבודה בסביבות אגרסיביות ובתנאים מסוכנים, בהם לא תמיד אפשר להעביר חשמל, כמו למשל בארות נפט ומיכלי דלק. בנוסף, סיב אופטי לא סובל מהפרעות של קרינה חשמלית. לכן זו מדיה עם הרבה יתרונות לביצוע מדידות ויצירת סנסורים," הוא אומר. "אבל יש חסרון אחד מרכזי: אי אפשר להרגיש מה קורה בחוץ. הסיב האופטי מתוכנן לשמור האור בתוכו ללא כל זליגה החוצה. אם רוצים למדוד חומר כימי, למשל מים או נפט, ולקבל קריאה על תנאים שסובבים מחוץ לסיב עצמו - זה בעייתי, כי האור לא מגיע לשם. כך שיש לנו סוג של חידה: איך אני יכול לראות את מה שאני לא רואה? והתשובה שלנו היא, שבמקום בו לא ניתן לראות - אנחנו מקשיבים."

איך זה נעשה? הפתרון שמצאו פרופסור צדוק והסטודנטים שלו היא להפוך את הסיב למתמר אולטראסאונד, כלומר לשלוח גלים אולטראסוניים לסביבה כדי לקבל מושג על מה שקורה בחוץ. "האור שאנחנו שולחים לתוך הסיב בעצם מפעיל בתוכו גלי קול אולטראסוניים, אשר מגיעים לגבול החיצוני של הסיב. כך אנחנו מקבלים מיפוי עקיף של סביבה שקיימת מחוץ לסיב, היכן שאנחנו לא יכולים לקבל מדידות אופטיות ישירות," מסביר צדוק. "בטכניקה הזו אנחנו יכולים לפרוס קילומטרים של סיב ולקבל אינדיקציה מדי כמה עשרות מטרים מה נמצא בחוץ: אם זה דלק, נפט, מים מתוקים לעומת מים מלוחים. יש לשיטה יישומים פוטנציאליים במתקני התפלה, במפעלים כימיים, בסקטור של העברה של נפט וגז, בזיהוי של דליפות ונזילות של תשתיות קריטיות. אמנם, אנחנו עדיין בשלב של מחקר מעבדתי, אבל ברמה זו השגנו הישגים יפים מאוד, ובהם שורה של פרסומים בעיתונים מובילים שקיבלו הרבה תשומת לב."

התחום השני בו עוסקת הקבוצה, כאמור, הוא צ'יפים מסיליקון. "הצ'יפים הקיימים בכל מכשיר טלפון ובכל מחשב נושאים רכיבים אלקטרוניים, והמטרה שלנו היא לנסות ולשלב עליהם גם טיפול באור," אומר צדוק. "תקשורת אינטרנט פועלת באמצעות סיבים אופטיים, ומעבירה כמות עצומה של מידע, דרך חוות שרתים ומרכזי מידע עצומים. אבל, אם בעבר תקשורת מסיבית הייתה בין ארצות ויבשות - היום תקשורת מסיבית נעשית בתוך המחשב עצמו, בין רכיב אחד לשכן שלו. לכך נדרשים פתרונות אופטיים. כך נוצר תחום המחקר של "פוטוניקה על-גבי סיליקון": היכולת לטפל במידע אופטי בתוך צ'יפ הסיליקון, לקבל ערוצים עם כמות עצומה של מידע ולנתב אותו בתוך הרכיבים. התחום מהווה אתגר מרכזי של תחום האלקטרו-אופטיקה בשנים אלו, בעולם כולו. העבודה נעשית בשיתוף פעולה הדוק עם תעשיות, מאחר ומדובר בצורך קונקרטי ודחוף. לדוגמה, אנו עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם חברת "טאוואר סמיקונדקטור" אשר מייצרת רכיבים עבורנו, ואם חברת "מלנוקס" אשר מפתחת תקשורת מחשבים ברמה הגבוהה ביותר. לאחרונה, קבוצת המחקר הדגימה רכיב סיליקון לעיבוד שמונה ערוצי מידע אופטי. הערוצים פועלים בתדרים סמוכים זה לזה, מעבר לכל מה שדווח עד עתה."