News

V reviji Physical Review Letters je izšel članek »Dynamics and Topology of Symmetry Breaking with Skyrmions«. Članek so napisali Jaka Pišljar, Andriy Nych, Uliana Ognysta, Andrej Petelin, Samo Kralj in Igor Muševič, sodelavci Instituta »Jožef Stefan« in Institute of Physics, Kijev. V članku obravnavajo nastanek vrtinčastih struktur-polskirmionov, ki se pojavijo v nekaterih kiralnih tekočih kristalih. Pokazali so, da polskirmioni nastanejo iz neurejene faze na zelo poseben način, ko kiralni tekoči kristal ogradijo pod debelino 100 nm. V tem območju so pod mikroskopom lahko s prostim očesom opazovali počasne fluktuacije, pri katerih se polskirmioni-vrtinci spontano tvorijo in razpadajo, kar je pokazano na spremljajoči sliki. Ta dinamika je za kar 4 velikostne rede počasnejša od pričakovane in so jo uspešno pojasnili s termično vzbujenimi preskoki med strukturnimi stanji, ki si postanejo energijsko bližnja zaradi močnega vpliva površin. Takšen prehod je zanimiv tudi iz topološkega vidika, saj eksperimenti razkrivajo, na kakšen način se v tem sistemu ohranja topološki naboj. Članek je bil izpostavljen tudi v reviji Physics.

Andraž Rešetič je na povabilo urednika revije Communications Chemistry objavil samostojen pregledni članek “Shape programming of liquid crystal elastomers,” Commun Chem 7, 56 (2024), v katerem je podal kratek pregled trenutnih metod programiranja oblikovne odzivnosti tekočekristalnih elastomerov (TKE). TKE so materiali, ki reverzibilno spremenijo obliko, ko so izpostavljeni zunanjim dejavnikom, kot sta svetloba ali toplota. Lokalna ureditev tekočekristalnih komponent v TKE vpliva na kompleksnost oblikovnega odziva; to ureditev vpišemo v material z različnimi postopki, kot so urejanje z mehansko deformacijo, zunanjim električnim ali magnetnim poljem, polarizirano svetlobo in drugimi metodami. Kot neizogiben del sinteze TKE ti postopki uvajajo tudi geometrijske omejitve ter vplivajo na končno velikost in količino sintetiziranega materiala. Uporabnost TKE je zato močno odvisna od uporabljenega postopka. Avtor je v članku raziskal te omejevalne dejavnike in podal svoj pogled na bodočo implementacijo TKE v vsakdanjih aplikacijah.

Slika 1: Izzivi pri sintezi tekočekristalnih elastomerov.

Aljaž Kavčič in doc. dr. Matjaž Humar iz Laboratorija za biološko in mehko fotoniko Odseka za fiziko trdne snovi ter dr. Nerea Sebastian z Odseka za kompleksne snovi Instituta “Jožef Stefan” so skupaj s sodelavci iz Instituta “Max-Planck Institute for the Science of Light” v reviji Nature objavili članek z naslovom Tuneable entangled photon pair generation in a liquid crystal. V delu so kot prvi predstavili tvorbo prepletenih fotonov v tekočih kristalih ter s tem nasploh prvo demonstracijo tega procesa v organski snovi. Poleg tega, da je učinkovitost tvorbe prepletenih fotonov v tekočih kristalih primerljiva z najboljšimi obstoječimi izvori, je njihova glavna prednost v dejstvu, da je stanje para fotonov mogoče spreminjati. To je moč doseči z apliciranjem električnega polja ali pa z ureditvijo molekul tekočega kristala v ustrezno konfiguracijo. Z zmožnostjo spreminjanja kvantnega stanja predstavljeni rezultati nakazujejo izjemen praktični potencial za številne kvantne tehnologije. Krajši povzetek raziskave sli lahko ogledate tudi v krajšem videu.

Iztok Urbančič in Boštjan Kokot (Laboratorij za biofiziko, Odsek za fiziko trdne snovi, F5) sta s kolegi z Inštituta za optiko in biofiziko iz Jene (Nemčija) objavila članek z naslovom Effects and avoidance of photoconversion-induced artifacts in confocal and STED microscopy v reviji Nature Methods. Avtorji članka so pokazali, da je pri fluorescenčni mikroskopiji potrebno biti pazljiv pri uporabi visokih laserskih moči; poleg že znanega pojava bledenja (“photo-bleaching”) se lahko spekter nekaterih barvil premakne proti nižjim valovnim dolžinam (”photo-blueing”). Fluorescenčni signal takega barvila torej zaznamo v spektralnem oknu drugega barvila, kar lahko vodi v napačne eksperimentalne zaključke. Pri karakterizaciji pojava je bila ključna edinstvena kombinacija STED mikroskopa s spektralno-občutljivim detektorjem, ki ga imamo na IJS.https://www.nature.com/articles/s41592-024-02297-4

Doc. dr. Žiga Kos z Odseka za fiziko trdne snovi F5 je s kolegi iz Nacionalnega inštituta za znanost in tehnologijo v Ulsanu objavil članek z naslovom Symmetrically pulsating bubbles swim in an anisotropic fluid by nematodynamics v reviji Nature Communications. Plavanje pri nizkih Reynoldsovih številih običajno zahteva zlom simetrije na obrat časa in centrosimetrije plavalnih vzorcev. Avtorji pa pokažejo, da lahko simetrično pulzajoči zračni mehurčki plavajo v anizotropnih tekočinah, kjer nastane potrebna asimetrija v notranji strukturi tekočine, kar nakazuje nov možen mehanizem plavanja pri majhnih Reynoldsovih številih.