PMF - Znanost - nova postignuća i druge obavijesti

U časopisu PRX Life objavljen je rad Ivana Sigmunda, Domagoja Božana i Nenada Pavina s našeg odsjeka te Ivane Šarić s IRB-a. Glavni rezultat rada je otkriće mehanizma pozicioniranja kromosoma u mitozi, u kojem dulji mikrotubuli akumuliraju veći broj motornih proteina te tako generiraju sile ovisne o duljini i usmjerene prema ekvatoru diobenog vretena. [ ... ]
U časopisu Nature Photonics objavljen je rad Hrvoja Buljana s PMF-a u suradnji sa grupom Zhigang Chena sa Nankai University. Glavni je rezultat rada nova vrsta optičkog valovoda koja vodi optički vrtlog (eng. vortex) uz dvostruku topološku zaštitu. [ ... ]
Bruno Golik i Hrvoje Buljan s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta i Dario Jukić s Građevinskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu objavili su rad u časopisu Laser and Photonics Reviews (Wiley). [ ... ]
U časopisu Nature Communications objavljen je rad Hrvoja Buljana s PMF-a u suradnji sa grupom Zhigang Chena sa Nankai University. [ ... ]
Znanstvenici s Fizičkog odsjeka Luka Rogić i Damjan Pelc su u suradnji s istraživačima iz Izraela i SADa objavili rad pod naslovom ‘Multiferroicity in plastically deformed SrTiO3’ u časopisu Nature Communications. [ ... ]
Pregled stipendija i nagrada na konferenciji "From Solid State to BioPhysics X: From Basic to Life Sciences". [ ... ]
Istraživači Fizičkog odsjeka PMF-a sudjelovali su kao sekundarni prijavitelji COST projekta koji je nedavno odobren za financiranje: CA23136 - Magnetism and chirality: twisting spins, light, and lattices for faster-than-ever spintronics (CHIROMAG) Više detalja može se naći ovdje: https://www.cost.eu/actions/CA23136/ a zainteresirani se mogu javiti voditelju ili članu Upravnog odbora aktivnosti.
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.  [ ... ]
Europska komisija dodijelit će 260 milijuna eura za 1249 projektnih prijedloga pristiglih na natječaj MSCA Postdoktorske stipendije iz 2023. godine. Ovogodišnji je postotak uspješnosti prijava 15.8%, a najviše projekata financirat će se iz društvenih i humanističkih znanosti (25.2%), bioloških znanosti (21.7%), informatičkih znanosti i inženjeringa (13.3%), kemije (14.4%) te fizike (11.4%). Projekti će se provoditi u 45 zemalja diljem svijeta te će ih provoditi znanstvenici koji predstavljaju oko 80 nacionalnosti. U području fizike prihvaćeno je ukupno oko 150 projekata, a čak tri dolaze od istraživača i istraživačica sa Zavoda za teorijsku fiziku Fizičkog odsjeka PMF-a. [ ... ]

Poveznice

Broj posjeta:
5841664

Rad u Nature Physics:...

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.

Sub-simetrija znači da simetrija vrijedi samo u jednom dijelu Hilbertovog prostora. Time je promijenjena paradigma vezana za zaštitu rubnih stanja u topološkim sustavima, jer je uvriježeno mišljenje bilo da simetrija u potpunosti mora biti zadovoljena za zaštitu rubnih stanja. 

Ovaj rad iz fizike je blisko povezan s matematičkom disciplinom topologijom, koja grubo rečeno proučava geometrijske objekte invarijantne na kontinuirane deformacije, pa je tako torus topološki istovjetan šalici za kavu kao što je prikazano na slici ispod.

Ova se istovjetnost može kvantificirati. Jedan od najpoznatijih rezultata u tom smjeru je Gauss-Bonet teorem koji povezuje lokalnu zakrivljenost neke površine (mnogostrukosti) sa njenim topološkim obilježjima koje karakterizira topološka invarijanta – u slučaju gore to je Eulerova karakteristika koja iznosi 2 za loptu i sve objekte koje kontinuiranim deformacijama izvedemo iz lopte bez da polomimo površinu ili da spojimo dva kraja; za šalicu i torus Eulerova karakteristika je nula (npr. vidi https://en.wikipedia.org/wiki/Gauss%E2%80%93Bonnet_theorem). Topološka invarijanta je kvantizirana nelokalna veličina, a ovim je teoremom povezana s lokalnom veličinom zakrivljenosti površine. 


U kvantnoj fizici,  topološka kvantna materija predstavlja novu klasu materijala koje karakteriziraju nelokalna topološka svojstva koja proizlaze iz lokalnih (mikroskopskih) stupnjeva slobode. Topološke invarijante mogu biti definirane i na apstraktnim mnogostrukostima, ima ih raznih vrsta poput Chernovog broja kod kvantnog Hallovog efekta, no princip je sličan gore navedenom Gauss-Bonet teoremu.

 
Topološka stanja materija koje štiti simetrija su podskup topoloških materijala gdje bilo koja perturbacija sustava, ako zadovoljava određenu simetriju, neće promijeniti topološku invarijantu i topološki zaštićena rubna stanja koja karakteriziraju takve materijale. Barem je to bila paradigma do ovog rada koji je tu sliku malo izmijenio. Naime, Jukić, Buljan i koautori su pokazali da je za potpunu zaštitu rubnih stanja dovoljno da perturbacije poštuju takozvanu sub-simetriju, a ne cjelokupnu simetriju sustava. Kod sub-simetrije je dovoljno da simetrija vrijedi samo u jednom dijelu Hilbertovog prostora a ne svugdje. Rad je to pokazao teorijski i eksperimentalno. Na slici dolje je primjer perturbacije u Kagome rešetci koja čuva ili lomi sub-simetriju, pa time čuva ili perturbira topološko rubno stanje. 

Članak je dostupan na poveznici: https://www.nature.com/articles/s41567-023-02011-9

Autor: webmaster FO
Popis obavijesti

_______________________ 

Webmaster - kontakt e-mail