Na Univerzi v Ljubljani razglasitev najodličnejših raziskovalnih dosežkov v letu 2024
Dinamika magnetizacije v Heisenbergovi spinski verigi pri neskončni temperaturi
Avtorji: dr. Trond I. Andersen, prof. dr. Tomaž Prosen (vodilni avtor), dr. Eliott Rosenberg, dr. Pedram Roushan (vodilni avtor)
Raziskovanje kvantne dinamike, torej kako se kvantni sistemi spreminjajo skozi čas, je še vedno velik izziv v znanosti. Ena od teorij, ki se ukvarja s tem, je 1D Heisenbergov model, ki opisuje, kako se spini (majhni magneti) obnašajo v enodimenzionalni verigi. Znanstveniki so domnevali, da bi se te dinamike lahko ujemale z univerzalnim razredom Kardar-Parisi-Zhang (KPZ), ki opisuje določene vrste rasti in širjenja v naravi. V tej študiji so raziskovalci uporabili verigo 46 superprevodnih kubitov (osnovnih enot kvantnih računalnikov) za preučevanje, kako se magnetizacija (merilo magnetnega polja) prenaša skozi središče verige. Merili so porazdelitev verjetnosti, ki opisuje, kako verjetno je, da bo magnetizacija dosegla določeno vrednost. Prva dva momenta te porazdelitve sta pokazala superdifuzivno obnašanje, kar pomeni, da se magnetizacija širi hitreje kot pri običajni difuziji, kar je značilno za univerzalnost KPZ. Vendar pa so tretji in četrti moment pokazali, da teorija KPZ v tem primeru ne drži, kar odpira vrata za preučevanje drugih teorij. Ti rezultati poudarjajo, kako pomembno je preučevati višje momente (več kot le povprečje in varianco) pri določanju, kateri univerzalni razred najbolje opisuje dinamično obnašanje kvantnih sistemov. To nam daje boljše razumevanje univerzalnega obnašanja v kvantnih sistemih in pomaga pri razvoju novih teorij. Splošneje je vsebina fundamentalen prispevek na področju kvantne mehanike najvišjega svetovnega ranga.
Nastavljivo ustvarjanje prepletenih fotonskih parov v tekočem kristalu
Avtorji: Maria V. Chekhova, Aljaž Kavčič, Emmanouil Kokkinakis, Matjaž Humar, Vitaliy Sultanov, Nerea Sebastián Ugarteche
Tekoči kristali so s svojo sposobnostjo samosestavljanja, močnim odzivom na električno polje in integracijo v kompleksne sisteme ključni materiali za manipulacijo svetlobnih žarkov. Pred kratkim odkriti feroelektrični nematski tekoči kristali imajo tudi znatno optično nelinearnost drugega reda, zaradi česar so izredno zanimivi za uporabo v nelinearni optiki. To delo pokaže spontano parametrično navzdolno pretvorbo v feroelektričnem nematskem tekočem kristalu in demonstrira širokopasovno generacijo prepletenih fotonov z učinkovitostjo, ki je primerljiva z najboljšimi nelinearnimi kristali, hkrati pa je nastavljiva z električnim poljem. Hitrost emisije in polarizacijsko stanje parov fotonov se izrazito spreminjata z uporabo nekaj voltov ali zvijanjem molekularne orientacije vzdolž vzorca. Vir tekočih kristalov omogoča posebno vrsto kvazifaznega ujemanja, ki temelji na molekularni zviti strukturi in je zato prilagodljiv za želene spektralne in polarizacijske lastnosti parov fotonov. Takšni viri obljubljajo, da bodo presegli standardne nelinearne optične materiale glede funkcionalnosti, svetlosti in nastavljivosti generiranega kvantnega stanja. Splošneje se koncepti, razviti v tem delu, lahko razširijo na kompleksne topološke strukture, makroskopske naprave in večtočkovne nastavljive kvantne svetlobne vire. Vsebina je fundamentalen prispevek na interdisciplinarnem preseku kvantne mehanike in fizike mehkih snovi najvišjega svetovnega ranga.
Informacije o ostalih prepoznanih dosežkih so na voljo tukaj.
Čestitamo!
Avtorica fotografij: Katja Kodba, STA
