Domov > Raziskave > V žarišču > Vozlanje nematikov

Vozlanje nematikov

knitting.jpg

Revija Science je v petek, 1. julija 2011, objavila članek Reconfigurable Knots and Links in Chiral Nematic Colloids slovenskih avtorjev Uroša Tkalca, Miha Ravnika, Simona Čoparja, Slobodana Žumra in Igorja Muševiča, sodelavcev Instituta "Jožef Stefan" in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. V članku avtorji poročajo o vozlih in spletih, ki so jih opazili in teorijsko pojasnili v koloidni mešanici tekočih kristalov in mikroskopsko majhnih steklenih kroglic. Ugotovili so, da se v teh mešanicah spontano tvorijo defektne zanke, ki so bodisi zavozlane v vozle ali spletene v različne splete. Uporabili so lasersko pinceto, da so analizirali strukturo teh mikroskopsko majhnih vozlov in spletov, prav tako pa so tudi spreminjali njihovo strukturo s pomočjo laserskega žarka. S teorijskimi prijemi, ki temelje na fenomenologiji in topologiji, so uspeli pojasniti vse opažene strukture, kot tudi napovedati, kašna so lahko zavozlana stanja v še razsežnejših koloidnih strukturah. Na svoje veliko presenečenje so ugotovili, da je v takšnih koloidnih sistemih mogoče zavozlati poljuben vozel in splesti poljuben splet.

Vozli in spleti so sicer objekti, ki jih preučuje posebna veja matematike, topologija, vendar so imeli v zgodovini človeštva od nekdaj posebno vlogo, saj so jih ljudje uporabljali v gradbeništvu, pomorstvu, rokodelstvu, umetnosti ... Vsak od nas jih tudi dobro pozna iz vsakdanjega življenja, saj vozle uporabljamo da si zavežemo vezalke ali uredimo kravato, splete kovinskih zank pa uporabljamo kot verige. Objavljeno delo o vozlih in spletih v tekočekristalnih koloidih ni zgolj ena od redkih praktičnih upodobitev matematične teorije v fiziki, temveč ima tudi potencialni praktični pomen. Avtorji si namreč obetajo, da bodo vozle in splete v tekočih kristalih dejansko uporabili za vezavo in izdelavo fotonske snovi za uravnavanje toka svetlobnih informacij po optičnih mikrovezjih iz tekočih kristalov.

Objavi članka je bil v isti številki v sekciji Perspectives posvečen tudi poseben komentar z naslovom Knot Your Simple Defect Lines? profesorja Randalla Kamiena, vodilnega teoretika s področja topologije mehke snovi z Univerze v Pennsylvaniji, ZDA. To priča o odmevnosti raziskav slovenskih znanstvenikov že ob sami objavi.