אביעד פרידמן (פיזיקאי)

אביעד פרידמן (נולד ב-9 בפברואר 1964) הוא פרופסור מן המניין במחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת בר-אילן, רמת גן, ישראל. מכהן כראש המחלקה לפיזיקה מאז 2022. עבודתו מתמקדת בחקר הניסיוני של תכונות חשמליות של מערכות לא מסודרות, נמוכות מימד. אביעד פרידמן נולד במלבורן, אוסטרליה. הוא סיים את לימודיו באוניברסיטה העברית בירושלים בהצטיינות יתרה וביצע את מחקר הפוסט דוקטורט שלו באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, שם עבד עם רוברט כ. דיינס (אנ'). ב-1999 קיבל משרה אקדמית באוניברסיטת בר-אילן, וקודם לפרופסור מן המניין בשנת 2013. ב-2006 ו-2007 הוא היה מרצה אורח באוניברסיטת ייל. ב-2012 ו-2013 שימש כפרופסור אורח במכון נל (צר') שבגרנובל שבצרפת וב-2021 ו-2022 שימש כפרופסור אורח באוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה. בשנת 2022 נבחר לכהן כראש המחלקה לפיזיקה באוניברסיטת בר-אילן. פרופסור פרידמן נשוי למרגלית, אב לארבעה ילדים. הוא מדריך צלילה ושוקוליטר מומחה. קבוצת המחקר של אביעד פרידמן מתמקדת בתכונות החשמליות של מערכות לא מסודרות ממימד נמוך. אלקטרונים במוצקים מתנהגים כגלים קוונטים אשר יכולים לפעול אחד על השני ולהתאבך. להתנהגות האלקטרו-קוונטית, אשר נהיית חשובה בממדים נמוכים וטמפרטורות נמוכות, יש השפעה משמעותית על תכונות כגון מוליכות חשמלית, תובלה מגנטו-אלקטרונית וצפיפות מצבים. מעבדתו של פרידמן חוקרת את יחסי הגומלין בין הגאומטריה, ממדיות, אי-סדר ותכונות חשמליות של מערכות מצב מוצק. על ידי שימוש בשיטות ננו-פבריקציה מתקדמות, מדידות חשמליות בעלות דיוק גבוה וטכניקות של טמפרטורות נמוכות, הם חוקרים את התכונות של מערכות ננומטריות שונות כגון שכבות אולטרה-דקות, ננו-חוטים, שכבות גרנולריות ונקודות קוונטיות בעיקר במתכות לא מסודרות, מוליכי-על ופרומגנטים. פרידמן השיג מספר תרומות משמעותיות להבנה של תכונות חשמליות של מערכות לא מסודרות בשני תחומים עיקריים. הראשון הוא בתחום של "מוליכי על לא מסודרים". בשנת 2013 קבוצתו הייתה הראשונה למדוד פער מוליך-על בפאזה המבודדת של מערכות לא מסודרות. בשנת 2015 קבוצתו של פרידמן, בשיתוף עם חוקרים מגרמניה, ארצות הברית, הודו וישראל, זיהתה את האנלוגיה במוליכות-על של חלקיק היגס (החלקיק האלוהי). עבודה זו קיבלה נראות רבה כיוון שהציעה ניסוי זול שיאפשר הבנה של אחד הגילויים הגדולים של העשור האחרון. בשנת 2017, בשיתוף פעולה עם חוקרים צרפתים, קבוצתו של פרידמן ביצעה את המדידות התרמיות הרגישות ביותר שנעשו על מוליכי-על ממימד נמוך. על ידי שימוש ב"ננו-טרמפולינה" הם הצליחו לחקור קריטיקליות קוונטית בטמפרטורת אולטרה-נמוכות. בשנת 2018 נעשה מחקר רב השפעה בו פרידמן וקליסקי מאוניברסיטת בר-אילן הצליחו "לראות" פלקטואציות קוונטיות" (בועות) על ידי שימוש במכשיר מדידה מגנטי אולטרה-רגיש. תחום המחקר השני הוא "מבודדים אלקטרוניים בעלי אינטראקציה חזקה", שעליהם כתב ספר הנקרא "The Electron Glass" ביחד עם מיכאל פולאק ומיגל אורטונו. קבוצתו של פרידמן גם זיהתה מבנה רב-מחזורי חדש בנקודות קוונטיות מבוססי ננו-חלקיקים אשר הופך אותם לרכיבים פוטנציאלים במעגלי ננו-אלקטרוניקה עתידיים. לאחרונה חבר פרופ' פרידמן לפרופסור שלמה הבלין אשר פיתח את תורת הרשתות המצומדות (interdependent networks). תיאוריה זו הצליחה להסביר תהליכי קריסה של מגוון מערכות מופשטות כגון אינטרנט, תחבורה, כלכלה, תשתיות, וכו. אבל בהיותו תאורטיקן, הבלין לא יכול היה לממש ולהכיל את התאוריה שלו על מערכות פיזיקליות ניסיוניות אמיתיות, ולכן התיאוריה לא יכלה להיות מאוששת בניסויים מבוקרים, וגם מיושמת לצורך התקנים שימושיים. בהשראת התיאוריה של הבלין, קבוצתו של פרידמן פיתחה במעבדה מערכת מבוקרת של רשתות מוליכות-על תלויות הדדית, בהן שתי רשתות מוליכות-העל מופרדות ביניהם על ידי שכבה מבודדת חשמלית אך כזו המאפשרת מעבר חום בין הרשתות. המחקר שבוצע על ידי שתי הקבוצות, ופורסם בכתב העת היוקרתיNature Physics, מראה שבעוד שרשתות נפרדות ובלתי-מצומדות מציגות מעבר חלק ורציף בין מוליך-על למתכת רגילה עם עליית הטמפרטורה, מערכות מצמודות מראות מעבר פתאומי ובלתי רציף, כפי שחוזה התיאוריה של רשתות תלויות הדדית. המחקר פורץ הדרך מהווה יישום פיזיקלי ניסיוני ראשון לתיאוריה של רשתות תלויות-הדדית, המאפשר לחוקרים ניסיוניים לחקור את התכונות של חומרים מורכבים בצורה מבוקרת. התוצאות מראות שמעברי פאזה שנחקרו בהרחבה במשך למעלה מ-100 שנים הם רק מקרה גבולי של תופעות מפתיעות ונרחבות בהרבה. המחקר גם מצביע על כך שכשל פתאומי של מערכת רשתות עשוי להיות תופעה רצויה. בהקשר נכון ניתן ליישם תופעה זו למערכות הנדסיות לריפוי עצמי או לתכנן מתגים או חיישנים בעלי רגישות גבוהה, למשל לזיהוי פוטון בודד. מדיה וקבצים בנושא אביעד פרידמן בוויקישיתוף אתר האינטרנט הרשמי של אביעד פרידמן (באנגלית) אביעד פרידמן, באתר גוגל סקולר “A Superconducting Gap in an Insulator”, D. Sherman, G. Kopnov, D. Shahar and A. Frydman, Phys. Rev. Lett. 108, 177006 (2012). "The Higgs mode in disordered superconductors close to a quantum phase transition", D. Sherman, U.S. Pracht, B. Gorshunov, S. Poran, J. Jesudasan, M. Chand, P. Raychaudhuri, M. swanson, N. Trivedi, A. Auerbach, M. Scheffler, A. Frydman and M. Dressel, Nature Physics, 11, 188 (2015). Jonathan Webb "New Higgs detection 'closes circle’", BBC, March 3, 2015. "Quantum criticality at the superconductor-insulator transition revealed by specific heat measurements", S. Poran, T. Nguyen-Duc, A. Auerbach, N. Dupuis, A. Frydman and O. Bourgeois, Nature Communications, 8, 14464, (2017). Judy Siegel Itzkovitch, Nano-trampoline developed to probe quantum behavior, The Jeruslame Post, May 28, 2017. מדענים יצרו "ננו-טרמפולינה" כדי לחקור התנהגות קוונטית, באתר ynet, 9 במרץ 2017 “Local view of superconducting fluctuations“, Shai Wissberg, Aviad Frydman, and Beena Kalisky, Appl. Phys. Lett. 112, 262602 (2018). “The Electron Glass”, M. Pollak, M. Ortuno and A. Frydman, Cambridge University press (2012). "Multiple periodicity in a nanoparticle based single-electron transistor", O. Bitton, D. B. Gutman, R. Berkovits and A. Frydman, Nature communications, 8, 402 (2017). "Interdependent superconducting Networks", Nature Physics | Volume 19 | August 2023 | 1163–1170 "What causes electricity breakdowns"? JUDY SIEGEL-ITZKOVICH, Jerusalem Post MAY 1, 2023