ד"ר שקמה ברסלר בוחנת לעומקם את חוקי הטבע

כאשר בישרו כותרות העיתונים ב- 4 ליולי 2012 על גילויו של בוזון היגס במאיץ החלקיקים של CERN, אותו חלקיק חמקמק שכונה "החלקיק האלוהי", אלפי הפיסיקאים ששקדו במשך עשורים רבים על פתרון החידה לא ארזו מזוודות, החתימו שעון והלכו הביתה.

נהפוך הוא. גילוי החלקיק היווה פֶּתח למחקר נרחב אודות אבני הבניין היסודיות של היקום. ד"ר שקמה ברסלר, חברה פעילה בקבוצתATLAS  ב- CERN, היא אחת המדענים אשר משתמשים בידע החדש כדי להגיע להבנה מעמיקה יותר של חוקי הטבע. היא הצטרפה למכון ויצמן ב- 2013 וכיום עומדת בראש קבוצת מחקר במחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה.

גילויו של ההיגס הוא אבן פינה במודל הסטנדרטי של פיסיקת החלקיקים, המתאר את החלקיקים היסודיים של החומר ביקום וכיצד הם מגיבים הדדית. חרף הצלחתו של המודל הסטנדרטי כמסגרת תיאורטית, הוא אינו פותר את כל התעלומות בתחום פיסיקת החלקיקים.

פיסיקאים מסכימים ביניהם כי אינו מסביר תופעות כגון כבידה, את מקור המסה של חלקיק הנייטרינו, או את קיומו של "חומר אפל" המסייע להבין תנועת גלקסיות על צירן. חסרונות אלו מעידים כי המודל הסטנדרטי אינו תיאוריה שלמה של הטבע וכי הנסתר עדיין רב.

לאורך השנים, התפתחו מודלים רבים המרחיבים את המודל הסטנדרטי. פרויקט מאיץ החלקיקים LHC  ב- CERN ובכלל זה, ניסוי ATLAS, מחפש אחר "חתימות" שחוזים מודלים אלו. "בהסתמך על תובנות ניסויי ה- ATLAS, אני מעוניינת במיוחד למצוא עדויות לפיסיקה שמעבר למודל הסטנדרטי", אומרת ד"ר ברסלר. היא מובילה כעת צוות בין-לאומי בחיפוש אחר דעיכות 'מפרות טעם' של לפטונים של בוזון היגס. כיום מוכרים שלושה סוגים ('טעמים') של חלקיקי היסוד לפטונים. המוכר ביותר הוא האלקטרון, ובנוסף אליו, קיימים גם לפטונים מסוג מיואון וטאו. אלו נבדלים מהאלקטרון אך ורק במסה; שלושת סוגי הלפטון טעונים באותו מטען חשמלי ומגיבים עם חלקיקי יסוד אחרים באותה הצורה.

על-פי המודל הסטנדרטי, בוזון היגס יכול לדעוך אך ורק לכדי צמד של לפטונים מאותו סוג, למשל לפטון טאו ולפטון אנטי-טאו. דעיכה של ההיגס ללפטון טאו ולפטון אנטי-מיואון תסתור לפיכך את המודל הסטנדרטי; לכן איתור של דעיכות מסוג זה עשוי לחולל מהפכה בהבנה שלנו את חוקי היסוד של הטבע.

במקביל לניתוח המידע הרב שנאסף בניסויATLAS  וכהכנה לאתגרים עתידיים, ד"ר ברסלר הקימה במכון ויצמן צוות פיתוח גלאים אשר עוסק בפיתוח מושגים חדשניים בתחום גלאי דימות קרינה גדולים. גלאים כאלו עשויים לשפר את שיטות הגילוי בהם משתמשים פיסיקאים בניסוייהם. מאחורי גישה מחקרית זו עומד הרצון הבסיסי להבין את מרכיביו היסודיים של היקום, אך יש לה פוטנציאל ליישומים טכנולוגיים בתחומי הביטחון, הרפואה, הארכיאולוגיה, חקר הרי געש ועוד. בכל התחומים הללו, גלאי קרינה יכולים לשמש כמערכות דימות ולזהות, למשל, חומרים מסוכנים במטענים אזרחיים, גידולים סרטניים המוקפים ברקמות בריאות ואף מבנים עתיקים מתחת לקרקע.

ד"ר ברסלר גדלה בעמק יזרעאל, שם היא מתגוררת גם כיום. ב-2003 היא סיימה תואר ראשון בהצטיינות יתרה בפיסיקה ומתמטיקה בטכניון, בו רכשה גם תואר שני בפיסיקה ב- 2006 ותואר שלישי ב- 2011. ב- 2012 היא הצטרפה למכון ויצמן כעמיתת בתר-דוקטורט. בשנת 2013 היא גויסה למכון כחוקרת והקימה את צוות הפיתוח לגלאים ופיסיקת חלקיקים, ובשנת 2015 קודמה לדרגת חוקרת בכירה.

 

Image copyright: ATLAS Experiment © 2014 CERN 

Atlas experiment