יהושע זק

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
יהושע זק
אין תמונה חופשית
לידה 1929 (בן 90 בערך)
וילנה, פולין פוליןפולין
ענף מדעי פיזיקה
מדינה ישראלישראל  ישראל
עיסוק פיזיקאי עריכת הנתון בוויקינתונים
מקום לימודים אוניברסיטת וילנה
אוניברסיטת לנינגרד
הטכניון
MIT
מנחה לדוקטורט לב עמנואילוביץ'
נתן רוזן
יואל רקח
מוסדות הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg

יהושע (ישה) זק (נולד ב-1929 בווילנה, פולין) הוא פיזיקאי ישראלי, פרופסור בטכניון. ידוע בתרומותיו לתורה הקוונטית של אלקטרונים בגבישים מחזוריים, הגה את החבורה המגנטית וחקר את הצגותיה, הגה הצגה של מרחב הילברט שקרא לה kq - representation (הצגת kq) והידועה גם בשם Zak Transform (התמרת זק), וגילה פאזה טופולוגית בגבישים חד-ממדיים הידועה בשם Zak phase (פאזת זק). חתן מדלית ויגנר (אנ') לשנת 2014[1], וחבר עמית של האגודה הישראלית לפיזיקה, משנת 2018.

ביוגרפיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

נולד בווילנה, פולין (בימינו בליטא), בשנת 1929, ולמד בבית ספר עברי. עם הכיבוש הנאצי הועבר לגטו וילנה (19411943), בגיל 14 נלקח למחנות עבודה באסטוניה ובגיל 15 למחנה הריכוז שטוטהוף. בגיל 16 השתתף בצעדת המוות משטוטהוף. עם שחרורו גויס לצבא האדום לשלוש שנים. באפריל 1948, בגיל 19, חזר לוילנה והשלים תוך שנתיים את לימודיו בבית הספר התיכון וזכה במדליית כסף על הצטיינות בלימודים. בשנת 1953 היה אלוף ליטא בשייט קייאקים ל-1,000 מטר ליחידים. קיבל תואר שני בפיזיקה מאוניברסיטת וילנה בשנת 1955. את ההשתלמות לתואר דוקטור החל באוניברסיטת לנינגרד בהנחיית פרופסור לב עמנואילוביץ' גורביץ והפסיק אותה כדי לעלות לישראל, בעליית גומולקה. בשנת 1957 ונרשם ללמודי דוקטורט בטכניון בהנחייתו של פרופסור נתן רוזן והנחיה משנית של פרופסור יואל רקח בירושלים. סיים דוקטורט בטכניון ב-1960 בנושא של הצגות של חבורות מרחביות לא סימורפיות. השתלמות בתר-דוקטורט עשה ב-MIT, ובמהלכה גילה את החבורה המגנטית[2]. ב-1964 חזר לטכניון כחבר סגל מן המניין. גילה את הצגת kq, הידועה גם כהתמרת זק בשנת 1967[3]. ערך ספר על הצגות בלתי פריקות של חבורות מרחביות[4]. בתחילת שנות ה-70 (19701973) שימש ראש המכון למצב מוצק בטכניון. את הפאזה הידועה כ"פאזת זק" גילה בטכניון בשנת 1989.

תרומות מדעיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

חבורת ההזזות המגנטיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

חבורת ההזזות המגנטיות[2] היא חבורת הזזות במישור הדו-ממדי שאינן מתחלפות (חבורה לא אבלית). החבורה שימושית בניתוח התכונות הספקטרליות של משואת שרדינגר המתארת גביש דו-ממדי אין סופי, בנוכחות שדה מגנטי הומוגני. לחבורה הזו יש תפקיד חשוב באפקט הול הקוונטי ובתיאור הפרפר של הופשטטר.

התמרת kq[עריכת קוד מקור | עריכה]

התמרת kq, דומה להתמרת פורייה בהיותה התמרה אוניטרית של מרחב הילברט, אך בעוד שהתמרת פורייה היא התמרה ממרחב של פונקציות עם n משתנים רציפים למרחב פונקציות עם n משתנים רציפים, התמרת זק היא התמרה ממרחב פונקציות עם n משתנים רציפים למרחב פונקציות עם 2n משתנים רציפים עם תנאי שפה מיוחדים. ההצגה הוצעה במקור כהצגה נוחה לניתוח דינמיקה קוונטית של אלקטרונית בגבישים[5] אבל יש לה שימושים רבים בניתוח אותות. התכנה Mathematica מכילה מימוש של האלגוריתם להתמרה. הצגת kq היא שפה אלמנטרית במכניקה קוונטית שמשתמשת בידע חלקי של הקואורדינטה x ובידע חלקי של המומנטום p.

פאזה טופולוגית[עריכת קוד מקור | עריכה]

שני גבישים מחזורים ומבודדים חשמלית מובחנים טופולוגית אם אי אפשר לשנות באופן רציף את פונקציית הגל במצב היסוד של חומר אחד לפונקציית הגל של החומר השני במצב יסוד. (בדומה לאפיון הטופולוגי של טבעת מביוס מול טבעת ללא פיתול: אי אפשר לשנות אותן זו לזו מבלי לחתוך את הטבעת). פאזת זק, הקשורה עם הפאזה הגאומטרית הידועה בשם "פאזת Berry"[6][7], הוצעה באופן תאורטי ב-1989 ואושרה נסיונית 25 שנים לאחר מכן[8].

פרסים והוקרה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ב-2014 זכה במדליה על שם יוג'ין ויגנר (אנ')[1].

ב-2018 נבחר כעמית של האגודה הישראלית לפיזיקה[9].

"על תרומותיו לפיזיקה של המצב המוצק ובמיוחד על גילוי החבורה המגנטית, הצגת kq, והגילוי של פאזה טופולוגית של מבנה פסים במוצקים הידועה כ"פאזת זק".

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ 1.0 1.1 Wigner Medal awarded to Professor Joshua Zak. The Technion Department of Physics. 26 February, 2014
  2. ^ 2.0 2.1 J. Zak, "Magnetic Translation Group". Phys. Rev, 134, A1602. 1964
  3. ^ J. Zak, "The Kq-Representation in the Dynamics of Electrons in Solids". Solid State Physics, Volume 27, 1972, Pages 1-62
  4. ^ Zak, Joshua. The Irreducible representations of space groups. W. A. Benjamin, 1969
  5. ^ J. Zak, "Dynamics of Electrons in Solids in External Fields". Phys. Rev, 168, 686. 1968
  6. ^ Ivo Souza, "Introduction to Zak and Berry phase". Youtube. October 4, 2017
  7. ^ J. Zak, "Berry’s phase for energy bands in solids". Phys. Rev, Lett. 62, 2747. 1989
  8. ^ M. Atala, M. Aidelsburger, J. T. Barreiro, D. Abanin, T. Kitagawa, E. Demler, I. Bloch. "Direct measurement of the Zak phase in topological Bloch bands". Nature Physics, volume 9, pages 795–800. 2013
  9. ^ "New IPS Fellows". The Israel Physical Society