PMF - Znanost - nova postignuća i druge obavijesti

Paradigmatski kvantne sustave opisujemo hermitskim Hamiltonijanima gdje je energija realna i očuvana tijekom vremenske evolucije. Usprkos tome, postoji cijeli niz sustava koji nisu hermitski te ih opisujemo nehermitskim operatorima. Takvi nehermitski sustavi postali su atraktivna grana istraživanja u fizici u posljednjih 20-tak godina.   Jedna vrlo intrigantna pojava koja se vezuje za nehermitske sustave je nehermitski efekt kože (eng. Non-Hermitian skin effect (NHSE)). Pod određenim uvjetima, sva eigenstanja nekog nehermitskog materijala postoje samo na jednom rubu tog materijala. Eigenstanja u kontinuumu uopće ne postoje!   U najnovijem radu objavljenom u časopisu Applied Physice Letters – Photonics, prof. dr. sc. Hrvoje Buljan je u suradnji sa grupom prof. Zhigang Chena sa Nankai University objavio znanstveni rad u kojem se predlaže nehermitska fotonička rešetka sa nehermitskim efektom kože. U tom sustavu efekt kože moguće je uključtiti i isključiti sa sintetičkim (umjetnim) magnetskom poljima, a nehermitičnost dolazi od nerecipročnog vezanja u modelu čvrste veze (tight-binding model).   Poveznica (rad u otvorenom pristupu):  https://pubs.aip.org/aip/app/article/9/5/056102/3287792  
Iako mi živimo u tri prostorne i jednoj vremenskoj dimenziji, moguće je eksperimentalno realizirati sustave sa većim brojem sintetičkih dimenzija. Mogućnost stvaranja četverodimenzionih fotoničkih rešetki prvi su predložili profesori Sveučilišta u Zagrebu Dario Jukić i Hrvoje Buljan početkom 2013. godine (https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.87.013814).  Sintetičke dimenzije otvorile su vrata za istraživanje prije nedostupnih pojava u prostorima sa više dimenzija. Međutim, konstrukcija sintetičkih rešetki sa željenim svojstvima vrlo je neintuitivan i zahtjevan proces. U najnovijem radu Prof. Buljana u suradnji sa znanstvenicima sa Nankai University u Kini objavljenim u časopisu Advanced Photonics (AP), korištene su umjetne neuronske mreže dubokog učenja (ANN) za konstruiranje fotoničkih rešetki u stvarnom prostoru. Cilj je bio dobiti fotoničke rešetke sa unaprijed dizajniranim spektrom svojstvenih vrijednosti modova. Time se dubokim učenjem može krojiti propagacija svjetlosti u fotoničkim sustavima, što otvara novi put za nova znanstvena otkrića i primjene.  [ ... ]
Grupa sa Zavoda za teorijsku fiziku kondenzirane tvari, Petra Grozić, Barbara Keran i Danko Radić, u suradnji s Anatoly M. Kadigribovom s Ruhr-Universität Bochum, objavili su rad "Charge stripes in the graphene-based materials" u časopisu Scientific Reports 13, Article number: 18931 (2023)   (https://doi.org/10.1038/s41598-023-46157-1). [ ... ]
U novom broju časopisa Physical Review B – Letters članovi Fizičkog odsjeka Zoran Rukelj, Mario Novak te Neven Ž. Barišić objavili su rad pod nazivom „Evidence for three-dimensional Dirac conical bands in TlBiSSe by optical and magneto-optical spectroscopy“ u suradnji s grupom Ane Akrap sa Sveučilišta u Fribourgu (koja će nam se uskoro pridružiti u Zagrebu kao redovita profesorica na Fizičkom odsjeku) te Milanom Orlitom s LNCMI-EMFL iz Grenobla.   [ ... ]
U novom broju časopisa Journal of Physics D: Applied Physics objavljen je pregledni rad s naslovom Magnetoelectrics and Multiferroics: Theory, Synthesis, Characterisation, Preliminary Results and Perspectives for All-Optical Manipulations (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6463/acc8e1) u kojem su sudjelovali i znanstvenici s Fizičkog odsjeka Pavla Šenjug, Dario Barišić i njihov mentor Damir Pajić te s Kemijskog odsjeka Edi Topić i mentorica Mirta Rubčić.  [ ... ]
U najnovijem broju časopisa Nature Physics objavljen je znanstveni rad naslovljen Sub-symmetry-protected topological states. Rad je objavljen u suradnji Daria Jukića sa Građevinskog fakulteta i Hrvoja Buljana sa Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu te njihovih suradnika u grupi Zhigang Chena sa Sveučilišta Nankai u Kini i Roberta Morandottija sa INRS u Kanadi. Oni su pokazali da u topološkim sustavima koje štiti simetrija, zaštita topoloških rubnih stanja vrijedi čak i kad je simetrija narušena, ako je zadovoljen blaži uvjet odnosno sub-simetrija. [ ... ]
Znanstvenici s Fizičkog odsjeka Marin Spaić i Damjan Pelc su u suradnji s istraživačima sa Sveučilišta u Minnesoti i Argonne National Laboratory (SAD) objavili rad pod naslovom ‘Local inversion-symmetry breaking in a bismuthate high-Tc superconductor’ u časopisu Nature Communications. [ ... ]
Izv. prof. Danko Radić s FO PMF-a i suradnici s PCS-IBS i KRISS iz Republike Koreje te  Chalmers University of Technology i University of Gothenburg iz Švedske objavili su rad "Nanomechanical cat states generated by a dc voltage-driven Cooper pair box qubit" u časopisu iz Nature grupe, npj | Quantum information. [ ... ]
U najnovijem broju Physical Review Letters,  dr.sc. Amir Hamzić, prof. emeritus  s Fizičkog odsjeka PMF-a je, u suradnji sa znanstvenicima iz Kine (Beihang University, Peking i  Shandong University, Jinan), SAD (University of Arizona) i Francuske (nobelovac A. Fert), objavio rad pod naslovom ‘Sign Change of Spin-Orbit Torque in Pt/NiO/CoFeB Structures’. Rad je, zbog svog značaja i utjecaja na znanstveno područje, izabran kao 'PRL Editors' Suggestion'. [ ... ]
ALICE kolaboracija na Velikom Hadronskom Sudarivaču (LHC) s CERNa, čiji su članovi i znanstvenici s Fizičkog odsjeka PMF-a prof. M. Planinić, izv. prof. N. Poljak, dr. sc. F. Erhardt, M. Jerčić i D. Karatović, uspjela je napraviti prvo direktno opažanje tzv. "efekta mrtvog stošca", što je efekt koji je bitna značajka teorije jake sile. Jaka sila veže kvarkove i gluone i protone i neutrone i time indirektno u jezgre. Rezultati istraživanja kolaboracije objavljeni su u časopisu Nature. [ ... ]

Poveznice

Broj posjeta:
4088238

Nature Communications: Otkriće...

U časopisu Nature Communications objavljeno je neočekivano otkriće kvantne kritičnosti u spoju necjelobrojne valencije α-YbAlB4, uzrokovane anizotropnom hibridizacijom. Autori rada su istraživači iz Japana, Njemačke i SAD-a, a među glavnim autorima je izv. prof. dr. sc. M. Grbić.

Ovo otkriće je intrigantno jer se dosad smatralo kako su spojevi necjelobrojne valencije u vidu moderne znanosti nezanimljivi, a s druge strane je fenomen kvantne kritičnosti jedna od najzanimljivijih tema u znanosti zadnjih cca 25 godina.

U spoju α-YbAlB4 ioni Yb imaju necjelobrojnu valenciju +2.75. Spojeve iz te tzv. klase necjelobrojnih valencija obično karakterizira ponašanje tipično za metale; npr. izotropnost, pad otpora s hlađenjem i velika stabilnost kad se primijeni magnetsko polje ili tlak. Tu stabilnost, tipično osiguravaju vodljivi elektroni unutar spoja jer su oni ti koji pokušavaju zasjeniti miješanu valenciju Yb što se odvija na relativno visokim energijama hibridizacije orbitala (u ovom spoju je to na T≈ 200 K). Zbog toga je bilo za očekivati kako će se u standardnim laboratorijskim uvjetima teško postići neka nova svojstva.

Međutim, svojstva spoja α-YbAlB4 se ipak promijene primjenom malog magnetskog polja (manje od  5 T). Koristeći brojne tehnike u ovom radu je pokazano kako vodljivi elektroni hibridiziraju s iterbijevom f-orbitalom vrlo anizotropno, tako da im ostaju "slijepe točke" gdje to uopće ne uspijevaju. Takva kompleksna situacija u α-YbAlB4 omogućava pojavu fenomena kvantne kritičnosti gdje elektroni, uslijed djelovanja kvantnih fluktuacija, počnu zaboravljati svoja svojstva.

Ovo otkriće je novitet jer se dosad smatralo kako su spojevi necjelobrojne valencije u vidu moderne znanosti nezanimljivi, a s druge strane je fenomen kvantne kritičnosti jedna od najzanimljivijih tema u znanosti zadnjih cca 25 godina.

Cijeli članak se može pročitati na linku: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29757-9

 

Autor: Mihael Srđan Grbić
Popis obavijesti

_______________________ 

Webmaster - kontakt e-mail