Na Univerzi v Ljubljani razglasitev najodličnejših raziskovalnih dosežkov v letu 2025
Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe
Avtorji s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani: prof. dr. Maruša Bradač, raziskovalec dr. Nicholas Martis in doktorski študent Gregor Rihtaršič
Ostali avtorji: Lamiya Mowla (Observatorij Whitin, Oddelek za fiziko in astronomijo, Univerza Wellesley, Wellesley, MA, ZDA in Center za astronomijo, vesoljske znanosti in astrofiziko, Neodvisna univerza v Bangladešu, Daka, Bangladeš), Kartheik Iyer (Laboratorij za astrofiziko Columbia, Univerza Columbia, New York, NY, ZDA), Yoshihisa Asada, Guillaume Desprez, Marcin Sawicki, Vince Estrada-Carpenter, Gaël Noirot in Johannes Zabl (Oddelek za astronomijo in fiziko, Univerza Saint Mary’s, Halifax, Nova Škotska, Kanada), Vivian Yun Yan Tan, Ghassan Sarrouh in Adam Muzzin (Oddelek za fiziko in astronomijo, Univerza York, Toronto, Ontario, Kanada), Victoria Strait, Gabriel Brammer in Jasleen Matharu (Cosmic Dawn Center (DAWN), København, Danska, in Inštitut Nielsa Bohra, Univerza v Københavnu, København, Danska), Roberto Abraham, David A. Dunlap (Oddelek za astronomijo in astrofiziko, Univerza v Torontu, Toronto, Ontario, Kanada), Camilla Pacifici (Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD, ZDA), Swara Ravindranath (Oddelek za astrofizikalne znanosti, NASA, Goddardov center za vesoljske polete, Greenbelt, MD, ZDA), Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Britanska Kolumbija, Kanada), Nusrath Jahan (Univerza za znanost in tehnologijo Shahjalal, Sylhet, Bangladeš)
Galaksija Firefly Sparkle, ki so jo raziskovalci profesorica dr. Maruša Bradač, raziskovalec dr. Nicholas Martis in doktorski študent Gregor Rihtaršič, vsi s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, podrobno preučili s pomočjo naravnega pojava gravitacijskega lečenja, razkriva deset ločenih zvezdnih kopic, ki se razlikujejo po starosti in fazi nastanka. To pomeni, da so zvezde v galaksiji nastajale v različnih časovnih obdobjih, kar potrjuje teorije o postopnem razvoju galaksij. Galaksija je po masi primerljiva z zgodnjo fazo naše galaksije, kar omogoča vpogled v to, kako so se oblikovale prve strukture v vesolju. Raziskovalci so za študij Firefly Sparkle uporabili najnaprednejšo tehnologijo teleskopa James Webb. Gravitacijsko lečenje, ki ga omogoča masivna jata galaksij v ospredju, je povečalo sliko Firefly Sparkle in raziskovalcem omogočilo opazovanje podrobnosti z izjemno ločljivostjo. Firefly Sparkle je tudi dokaz, kako ključna je povezanost mednarodne znanstvene skupnosti, saj je pri raziskavi sodelovalo več deset znanstvenikov z univerz in raziskovalnih institucij po vsem svetu. Slovenska ekipa s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani je bila odgovorna za analizo podatkov gravitacijskega lečenja in interpretacijo razvoja zvezdnih kopic. To prelomno odkritje ima globalni pomen za astrofiziko, saj omogoča testiranje teorij o nastanku galaksij in razumevanje procesov, ki so oblikovali zgodnje vesolje. Raziskava je tudi pokazala, da združevanje galaksij in interakcije med njimi igrajo pomembno vlogo pri njihovem razvoju, kar je pomembno izhodišče za prihodnje študije evolucije vesolja.
Zaščita neobstojnega organskega radikala C59N
Vodilni avtor: prof. dr. Dean Cvetko
Avtorji: doc. dr. Gregor Kladnik (deli prvo avtorstvo), doc. dr. Gregor Bavdek (deli prvo avtorstvo), Luca Schio (deli prvo avtorstvo), Yuri Tanuma, Marion van Midden Mavrič, Erik Zupanič, Bastien Anézo, Ioanna K. Sideri, Nikos Tagmatarchis, Jannis Volkmann, Hermann A. Wegner, Andrea Goldoni, Christopher P. Ewels, Alberto Morgante, Luca Floreano, prof. dr. Denis Arčon
Raziskovalcem Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani in Instituta »Jožef Stefan« je uspelo zaščititi molekulo azafulerena (C59N) in ohraniti njen radikalski značaj z enkapsulacijo molekulskih enot v molekulske nanoobroče [10]cikloparafenilena ([10]CPP) na površini zlata. Organski radikali – organske molekule z nesparjenimi elektroni v njihovih osnovnih stanjih, ki dajejo molekuli spin ½, zaradi česar se te obnašajo kot majhni magneti – so najenostavnejša osnova za kodiranje kvantnih kubitov na molekulski skali. Običajno veljajo za nestabilne prav zaradi velike reaktivnosti njihovih nesparjenih elektronov, kar je osrednji eksperimentalni izziv pri njihovi uporabi za molekulske kubite kot gradnike kvantnih računalnikov. Azafuleren, C59N, je organski radikal, pri katerem dušikov atom zamenja enega izmed ogljikovih atomov v fulerenski mreži. Zaradi valenčne razlike med ogljikom in dušikom ima C59N en presežni elektron in je zato močno reaktiven, tako da v praškastem vzorcu obstaja le v obliki diamagnetnih spinsko neaktivnih dimerov (C59N)2. Omenjeni dimeri pri naparevanju v ultravisokem vakuumu razpadejo nazaj v radikale, a pri večjih pokritostih na površini substrata v hipu spet tvorijo dimere. Obstojnost spinsko aktivnih (magnetnih) monomerov je mogoče doseči tako, da jih obdamo z ovoji, ki se jim po obliki čim bolje prilegajo. Radikal C59N ima obliko krogle, katere premer je nekoliko manjši od premera poliaromatskega nanoobroča, ki ga predstavlja molekula [10]cikloparafenilen, zato ga je mogoče umestiti v obroč. Zaščito radikalskih molekul C59N smo dosegli z njihovo enkapsulacijo v urejeno dvodimenzionalno mrežo nanoobročev [10]CPP, ki so bili prednaparjeni na površino zlata.
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!
Avtor fotografij: Nebojša Tejić/STA
