znanost 4.9.2017 16:37

Na IJS potrdili mreže vrtincev v tekočih kristalih

Ljubljana, 4. septembra - Mednarodna raziskovalna skupina je v laboratoriju Igorja Muševiča na Institutu Jožef Stefan (IJS) potrdila pred leti napovedane mreže vrtincev v tekočih kristalih. Njihov dosežek obeta globlje razumevanje praktične uporabe vrtinčastih magnetnih nanostruktur za shranjevanje informacij, objavljen pa je bil v ugledni reviji Nature Physics.

Ljubljana.
Mreže vrtincev oziroma skirmionov v tekočih kristalih.
Foto: IJS

Omenjena mednarodna raziskovalna skupina, ki jo sestavljajo Andriy Nych, Jun-ichi Fukuda, Ulyana Ognysta ter Slobodan Žumer in Igor Muševič z IJS in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, je zadnjih pet let z optičnim mikroskopom raziskovala zelo tanke plasti vijačnega tekočega kristala in opazila vrtinčaste strukture, imenovane skirmioni.

Z numeričnim modeliranjem so potrdili, da je v tekočem kristalu spontano nastala skirmionska mreža, ki je bila že pred leti napovedana s simulacijami in je bila do sedaj opažena le v tankih plasteh vijačnih magnetov, so danes še sporočili z instituta.

Vrtinčasta struktura snovi je v fiziki snovi dokaj eksotičen pojav, ki pa je za fizike sila zanimiv, ker povezuje fiziko realnega sveta s posebno vejo matematike, imenovano topologija.

Prav zaradi tega so Nobelovo nagrado za fiziko leta 2016 dobili David J. Thoules, F. Duncan Haldane in J. Michael Kosterli za razumevanje narave vrtinčastih struktur v superprevodnikih, super fluidnih in eksotičnih magnetih.

V teh snoveh so vrtinci izredno težko opazljivi, saj je potrebno snov ohladiti praktično do absolutne ničle. V tekočem kristalu pa jih lahko opazimo z optičnim mikroskopom pri sobni temperaturi, pojasnjujejo v IJS.

Vrtince pravzaprav poznamo iz vsakdanjega življenja, praktično vsakdo je že kdaj v živo opazoval vrtince v deroči vodi ali iz varne razdalje vrtinčasti lijak tropskega orkana. Tudi pri živih bitjih srečamo vrtinčaste strukture in sorodne topološke nepravilnosti, kot sta na primer vrtinec v človeškem lasišču ali bolj kompliciran vrtinec na koži prstov.

Ravno zato fizike tako zelo zanima narava in pojavnost vrtinčastih topoloških struktur, saj jih srečamo na tako različnih področjih, od fizike preko matematike do biologije.

Objavljena raziskava o vrtincih v tekočih kristalih po navedbah IJS nudi neposreden vpogled v naravo topološke snovi, ki je trenutno eno od žarišč sodobne fizike.

Dosežek je bil objavljen v prestižni reviji Nature Physics, dosegljiv je na spletnem naslovu https://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys4245.html.