Manipulacija svetlobe s topološkimi solitoni v mehkih kiralnih medijih

Guilhem Poy in Slobodan Žumer sta v sodelovanju z Andrewom Hessom in Ivanom Smalyukhom z University of Colorado Boulder objavila članek Control of Light by Topological Solitons in Soft Chiral Birefringent Media v Physical Review X, ki ga je v APS Physics Focus pospremil uredniški članek Liquid-Crystal Vortices Focus Light. Avtorji pokažejo, da se topološki solitoni v kiralnih nematikih obnašajo podobno kot objekti, ki imajo lomni količnik drugačen od indeksa loma v okoliškem mediju, in lahko nudijo nove načine za nadzor pretoka svetlobe. Topološki solitoni so fascinantne lokalizirane motnje v vektorskem ali tenzorskem parametru urejenosti, ki so topološko zaščitene - ni jih mogoče zvezno deformirati v homogeno urejeno stanje - in so preučevane v okviru različnih področjih fizike, od kondenziranih snovi do kozmologije. Z eksperimenti so avtorji proučili lom, odboj in lečenje laserskih žarkov na različnih topoloških solitonih v frustriranih kiralnih nematikih, ki jih lahko rekonfigurirajo s šibkimi zunanjimi dražljaji. Teoretično pokažejo, kako je interakcija šibke svetlobe s takšnimi topološkimi solitoni dobro opisana s pomočjo posplošenega Snellovega zakona in modelov za sledenje žarkom. Te temeljne ugotovitve imajo potencial za uporabo v telekomunikacijah, krmiljenju žarkov, valovodih, nanofotoniki in elektrooptiki.