Zbornik (pdf) - Soft Matter Laboratory

8. konferenca fizikov v
osnovnih raziskavah
ZBORNIK POVZETKOV
Rimske Toplice
19. oktober 2012
8. konferenca fizikov v
osnovnih raziskavah
ZBORNIK POVZETKOV
Rimske Toplice
19. oktober 2012
(i)
Organizatorji:
DMFA Slovenije, Slovenski odbor za fiziko
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani
Programski odbor:
Janez Bonča
Svjetlana Fajfer
Samo Kralj
Marko Mikuž
Peter Prelovšek
Marko Zgonik
Martin Čopič
Alojz Kodre
Andrej Likar
Igor Muševič
Jože Rakovec
Tomaž Zwitter
Janez Dolinšek
Peter Križan
Dragan Mihailović
Rudolf Podgornik
Marko Robnik
Slobodan Žumer
Organizacijski odbor:
Igor Muševič
Matjaž Humar
Miha Škarabot
Uredniki:
Matjaž Humar
Miha Škarabot
Slike na naslovnici:
Zgoraj levo:
Zgoraj desno:
Spodaj levo:
Spodaj desno:
Sponzorji:
http://atlas.ch: Dogodek, zaznan z detektorjem ATLAS 18. maja
2012, je skladen s hipotezo za razpad Higgsovega bozona.
U. Tkalec: Zavozlana defektna linija, ki obdaja mikronske
kroglice v tekočem kristalu in matematična upodobitev vozla.
M. Žitnik: Izmerjena spektralna mapa sipanih fotonov pri
vzbujanju molekul HCl z linearno polarizirano rentgensko
svetlobo v okolici klorovega roba.
A. Slosar: 2D prerez skozi celotno 3D sliko vesolja, kot ga
vidi SDSS-III BOSS.
Izvedba konference je bila omogočena s finančno pomočjo Javne
agencije za raziskovalno dejavnost RS, Fakultete za matematiko in
fiziko in Instituta "Jožef Stefan".
(ii)
Program 8. konference fizikov v osnovnih raziskavah
Rimske Toplice, 19. oktober 2012
9.25-9.30
Pozdravni nagovor
10.10-10.35
10.35-10.50
Moderator: Alojz Kodre
E. Pavlica, “Princip delovanja in izdelava bistabilnega svetlobnega stikala,
ki temelji na zmesi dveh organskih polprevodnikov“
G. Kladnik, “Meritve časa prenosa naboja skozi prostor v pi-sklopljenih
molekulskih sistemih v odvisnosti od medmolekulskih razdalj“
M. Žitnik, “Razpad notranjih vrzeli v molekuli pri absorbciji fotona“
L. Snoj, “Meritve moči fuzijskih reaktorjev“
10.50-11.20
Premor, kava, čaj, pecivo, sadje
9.30-9.55
9.55-10.10
12.00-12.15
12.15-12.30
12.30-12.50
Moderator: Svjetlana Fajfer
A. Gorišek, “Lov na Higgsov bozon“
N. Košnik, “Modelsko neodvisen pogled preko Standardnega modela v
razpadih mezonov B in D“
L. Šantelj, “Meritev kršitve CP simetrije v razpadu B0 v η’KS“
V. Iršič, “1D Lyman alfa-beta korelacije v spektrih kvazarjev“
S. Prelovšek Komelj, “Hadronske resonance v kromodinamiki na mreži“
12.50-14.20
Kosilo
14.20-14.45
14.45-15.00
15.00-15.25
15.25-15.40
Moderator: Slobodan Žumer
M. Žnidarič, “Dinamične lastnosti večdelčnih sistemov“
N. Osterman, “Kopičenje biomolekul s termično metlo“
U. Tkalec, “Vozlanje defektov v nematskih koloidih“
A. Petelin, “Sipanje svetlobe v tekočekristalnih elastomerih“
15.40-16.00
Premor, kava, čaj
11.20-11.45
11.45-12.00
16.55-17.20
Moderator: Peter Prelovšek
V. Kabanov, “Kohn-Luttinger superconductivity with repulsive
interaction“
T. Potočnik, “Zakaj dopirani fulereni niso navadni BCS
superprevodniki?“
A. Gradišek, “NMR študije dinamike vodika v kompleksnih kovinskih
sistemih“
J. Mravlje, “Vplivi Hundove sklopitve v močno koreliranih kovinah“
17.20-19.00
Ogled plakatov
19.10
Odhod avtobusa s študenti v Ljubljano
19.10-21.30
Večerja
21.30
Odhod avtobusa v Ljubljano
16.00-16.25
16.25-16.40
16.40-16.55
(iii)
(iv)
PREDAVANJA
1
2
Princip delovanja in izdelava bistabilnega svetlobnega stikala, ki temelji na
zmesi dveh organskih polprevodnikov
E. Orgiu1, N. Crivillers1, M. Herder2, L. Grubert2, M. Pätzel2, J. Frisch3, E. Pavlica4, D. T.
Duong5, G. Bratina4, A. Salleo5, N. Koch3, S. Hecht2, in P. Samori1
1
Nanochemistry Laboratory, Institut de Science et d'Ingénierie Supramoléculaires, Unité Mixte de Recherche 7006, Centre
National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, 8 allée Gaspard Monge, 67000 Strasbourg, France.
2
Department of Chemistry, Humboldt-Universität zu Berlin, Brook-Taylor-Straße 2, 12489 Berlin, Germany
3
Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstraße 15, 12489 Berlin, Germany
4
Laboratory for Organic Matter Physics, University of Nova Gorica, Vipavska 13, SI-5000 Nova Gorica, Slovenia
5
Department of Materials Science and Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA
Organski polprevodniki so primerni za pripravo elektronskih elementov in izkazujejo
zanimive lastnosti kot so gibkost, nizkotemperaturno obdelavo, relativno veliko aktivno
površino ter možnost priprave z tiskanjem. V nekaterih primerih lahko lastnosti organskih
polprevodnih molekul prikrojimo s pomočjo organske sinteze. V tem delu sta predstavljena
princip delovanja in izdelava bistabilnega svetlobnega stikala, ki temelji na zmesi dveh
organskih polprevodnikov. S tem odkritjem smo združili funkcijo električne prevodnosti in
svetlobne občutljivosti v eno samo plast in posledično zmanjšali velikost in kompleksnost
svetlobnega stikala. Zmes je pripravljena iz dveh različnih organskih polprevodnikov:
fotokromičnega derivata molekule diariletena in polimera poliheksiltiofen. Tako dobljena
zmes izkazuje električno prevodnost, ki se bistabilno spreminja pod vplivom svetlobe. Princip
delovanja takega svetlobnega stikala je prikazan v organskem tankoslojnem tranzistorju. Z
merjenjem toka fotovzbujenih nosilcev naboja smo ugotovili, da je odzivni čas takega
svetlobnega stikala v območju mikrosekund, kar predstavlja tehnološko izjemno zanimivo
rešitev. Poglavitni dosežek predstavljenega principa je v tem, da je v enojni aktivni plasti
združenih več različnih funkcij. S tem se arhitektura in kompleksnost elektronskih elementov
zmanjša in poenostavi.
3
4
Meritve časa prenosa naboja skozi prostor v π-sklopljenih molekulskih sistemih v odvisnosti
od medmolekulskih razdalj
Arunabh Batra*1, Gregor Kladnik*2,3, Héctor Vázquez1, Jeffrey S. Meisner4, Luca Floreano3, Colin
Nuckolls4, Dean Cvetko2,3, Alberto Morgante3,5, Latha Venkataraman1
1
Department of Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University, New York, NY
2
Oddelek za fiziko, Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Ljubljana, Slovenija
3
CNR-IOM Laboratorio Nazionale TASC, Basovizza SS-14, km 163.4, I-34012 Trieste, Italy
4
Department of Chemistry, Columbia University, New York, NY
5
Department of Physics, University of Trieste, Trieste, Italy
Prenos in transport naboja postajata osrednji predmet razprave zaradi zahteve po miniaturizaciji in
posledično povečani vlogi stičnih mej ter površin. Mehanizmi prenosa naboja preko tankih filmov
zaradi zunanjih izvorov vzbujanja, še posebno foto-induciran prenos nosilcev naboja ob stičnih mejah, predstavljajo ključno vlogo na številnih pomembnih raziskovalnih področjih. Transport elektronov v konjugiranih molekulah lahko v splošnem poteka skozi prostor ali preko vezi. Prenos skozi
prostor je temeljni proces v različnih pi-zloženih sistemih, kot so organska elektronika in fotovoltaika, DNA molekulske žice in naprave iz večplastnega grafena. Direktne povezave med jakostjo pisklopitve skozi prostor in dinamike nosilcev naboja do sedaj ni pokazala še nobena študija. V tej
raziskavi smo uporabili ciklofane kot testni pi-sklopljeni sistem ter resonančno fotoemisijo in metodo »takta razpada luknje« (core-hole clock) za študij prenosa naboja na femtosekundni časovni skali. S primerjavo dveh paraciklofanov z različno razdaljo med aromatskima obročema, tj. [2,2]paraciklofana (22PCP) z razdaljo 3.1 Å in [4,4]paraciklofana (44PCP) z razdaljo 4.0 Å, adsorbiranih na
površino Au(111) smo raziskali povezavo med dinamiko nosilcev naboja in pi-sklopitvijo. Ugotovili smo, da je prenos naboja skozi pi-sklopljeni sistem v 44PCP približno 20-krat počasnejši kot v
22PCP. Razliko razlagamo z zmanjšano sklopitvijo aromatskih obročev v 44PCP, zaradi večje razdalje med obročema. Te meritve kažejo na splošno uporabnost spektroskopske metode »takta razpada luknje« za določanje jakosti sklopitev skozi prostor v pi-zloženih sistemih. Meritve so bile opravljene na žarkovni liniji ALOISA sinhrotrona Elettra v Trstu.[1, 2]
Prenos naboja z zgornjega obroča 22PCP na substrat je 20-krat hitrejši kot v
44PCP, zaradi večje delokalizacije najnižje nezasedene molekulske orbitale.
[1] Batra, A. et al. Quantifying through-space charge transfer dynamics in π-coupled molecular systems. Nature
Communications 3, 1086 (2012).
[2] Kladnik, G. Electronic Structure and Charge Transfer at Nanostructures and Hybrid Interfaces. PhD thesis,
University of Ljubljana (2012).
5
6
Razpad notranjih vrzeli v molekuli pri absorbciji fotona
1,2
ˇ
M. Zitnik
, K. Buˇcar1 , R. Bohinc1 , P. Lablanquie3,4 , F. Penent3,4 , J. Palaudoux3,4 ,T.
Grozdanov5 , M. Nakano6 , K. Ito6
1
2
3
Inˇstitut J. Stefan, Jamova 39, SI-1000 Ljubljana, Slovenija
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenija
UPMC, Universit´e Paris 06, LCPMR, 11 rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris Cedex 05, France
4
CNRS, LCPMR (UMR 7614), 11 rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris Cedex 05, France
5
Institute of Physics, University of Belgrade, Pregrevica 118, 11080 Belgrade, Serbia
6
Photon Factory, Institute of Materials Structure Science, Oho, Tsukuba 305-0801, Japan
Proces dvojne ionizacije z absorpcijo
enega samega fotona ponuja zanimiv naˇcin
za ˇstudij interakcije med elektroni v
veˇcdelˇcnem kvantnem sistemu. V zadnji
dekadi je priˇslo do pomembnega napredka
pri preuˇcevanju dvojne ionizacije za atom
He [1] in molekulo H2 [2], pa tudi glede
tvorbe dveh notranjih vrzeli K v teˇzjih
atomih [3, 4] in pri ˇsibko vezanih sistemih,
kot so recimo van der Waalsovi skupki [5]
in dimer He2 [6]. Pomembno razˇsiritev
tovrstnih ˇstudij pomeni preuˇcevanje tvorbe
in razpada notranjih vrzeli na dveh razliˇcnih atomih v molekuli. Zaradi majhnega preseka za tovrstno reakcijo pri enofotonski absorpciji je eksperimentalni trud
na tem podroˇcju ˇsele pred kratkim privedel
do uspeha. Predstavili bomo rezultate
koincidenˇcnih meritev elektronov pri fotoionizaciji preprostih molekul, ki smo jih
opravili z uˇcinkovitim spektrometrom na
ˇcas preleta (MB-TOF) - magnetna steklenica [7]. Doloˇcili smo razmerja za tvorbo
dvojne vrzeli K na istem oziroma razliˇcnih
atomih ogljika za zaporedje molekul C2 H2 ,
C2 H4 in C2 H6 [8, 9], poroˇcali pa bomo tudi
o rezultatih za homonuklearno molekulo
N2 ter za CO, kjer je mogoˇce do dveh vrzeli
na razliˇcnih atomih na dva naˇcina, preko
primarne ionizacije na atomu C ali O.
Eksperimentalni rezultat bomo primerjali
s preprostim modelom, ki temelji na mehanizmu elektronskega trka in monopolne relaksacije pri izbitju. Poleg doloˇcitve relativnih razmerij smo s spektroskopskim
poskusom potrdili 25 let staro napoved
[10], po kateri je premik ionizacijskega
roba ”kemiˇcno” bolj obˇcutljiv, ˇce sta notranji vrzeli na dveh razliˇcnih atomih v
molekuli. Do istih konˇcnih stanj je mogoˇce
priti tudi z dvofotonsko absorpcijo rentgenske svetlobe na svetlih izvirih laserja
na proste elektrone, vendar je tam mehanizem tvorbe vrzeli drugaˇcen in izjemno
teˇzko je iskani signal izolirati v mnoˇzici
odprtih kanalov.
References
[1] L. Avaldi and A. Huetz, J. Phys. B38, S861 (2005).
[2] T. J. Reddish et al., Phys. Rev. Lett. 100, 193991 (2008).
[3] S. Huotari et al., Phys. Rev. Lett. 101, 043001 (2008)
[4] J. Hozsowska et al., Phys. Rev. Lett. 102, 073006 (2009); Phys. Rev. A82, 063408 (2010)
[5] L. S. Cederbaum et al., Phys. Rev. Lett. 79, 4778 (1997), N. Sisourat et al., Nature Phys. 6, 508
(2010)
[6] T. Havermeier et al., Phys. Rev. Lett. 104, 153401 (2010)
[7] K. Ito et al., Rev. Rev. A80, 123101 (2009)
[8] P. Lablanquie et al., Phys. Rev. Lett. 106, 063003 (2011)
[9] P. Lablanquie et al., Phys. Rev. Lett. 107, 193004 (2011)
[10] L. S. Cederbaum et al., J. Chem. Phys. 85, 6513 (1986).
1
E-mail: matjaz.zitnik@ijs.si
7
8
Meritve moči fuzijskih reaktorjev
Luka Snoj1, Igor Lengar1, Aljaž Čufar1, Brian Syme2, Sergey Popovichev2, Sean Conroy3 in JET
EFDA Contributors*
JET-EFDA, Culham Science Centre, OX14 3DB, Abingdon, United Kingdom
1
EURATOM-MHEST Association, Odsek za reaktorsko fiziko, Institut Jožef Stefan Jamova cesta 39, SI1000 Ljubljana, Slovenia, Luka.Snoj@ijs.si
2
EURATOM-CCFE Fusion Association, Culham Science Centre, Abingdon, OXON, OX14 3DB, United
Kingdom
3
EURATOM-VR Association, Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Box 516, SE75120 Uppsala, Sweden
Skupni evropski torus (JET – Joint European Torus) je trenutno največja ter
najzmogljivejša naprava za raziskave zlivanja jeder (fuzije) z magnetnim zadrževanjem na svetu.
Konec leta 2009 so JET ustavili ter ga prenovili; med drugim v celoti zamenjali reaktorsko
oblogo s takšno, kakršna bo v tokamaku ITER, to je narejeno iz grafita, volframa in berilija[1],
kar najbolj vplivalo na karakteristike nevtronskih detektorjev, ki so najpomembnejši indikatorji
proizvedene moči reaktorja. Natančne meritve absolutnega pridelka nevtronov v fuzijskem
reaktorju so ena od osnovnih zahtev za pridobivanje informacij o fuzijski moči reaktorja.
Natančnost teh meritev lahko izboljšamo z direktno kalibracijo, ki je podprta z izračuni.
Nevtronske detektorje bomo kalibrirali s kalifornijevim (252Cf) nevtronskim izvorom, ki ga bo
daljinsko voden robot premikal znotraj vakuumske posode. Meritev bo omogočila neposredno
potrditev kalibracije časovno odvisnih nevtronskih detektorjev, to so fisijske celice locirane
zunaj vakuumske posode, ter prvo kalibracijo aktivacijskih nevtronskih detektorjev lociranih na
robu reaktorske posode.
Naredili smo računski model
tokamaka JET ter z metodo za Monte
Carlo transport nevtronov izračunali
odziv nevtronskih detektorjev na Cf izvor
nevtronov. Namen izračunov je bil
fizikalno razumeti transport nevtronov od
nevtronskega izvora do detektorja; po
kakšnih poteh pride nevtron do detektorja
ter na ta način identificirati in ovrednotili
največje negotovosti in popravke.
Ugotovili smo, da največ nevtronov pride Slika 1: Notranjost tokamaka JET z robotsko roko in
do detektorja skozi odprtine najbližje nevtronskim izvorom
nevtronskemu izvoru ter odprtine
najbližje detektorju. Približno polovica nevtronov se na pot do detektorja sipa od sten reaktorske
hale [2]. Vpliv robota na kalibracijo detektorjev je na posameznih položajih nevtronskega izvora
lahko znaten (do 40 %) a majhen (~ 2-3 %) ko popravke utežimo s pomembnostno funkcijo, ki je
v neki točki sorazmerna prispevku nevtronov s te točke k odzivu detektorja.
[1] Syme D.B. et al., Fusion Yield Measurements on JET and their Calibration, Nuc. Eng.
Des., vol. 246, p. 185-190,2011
[2] Snoj L. et al., Calculations to support JET neutron yield calibration: contributions to the
external neutron monitor responses, Nuc. Eng. Des., vol. 246, p. 191-197, 2011
*
Glej the Appendix of F. Romanelli et al., Proceedings of the 23rd IAEA Fusion Energy Conference 2010, Daejeon,
Korea
9
10
Lov na Higgsov bozon
Andrej Gorišek (za kolaboracijo ATLAS)
Standardni model fizike osnovnih delcev je teorija, ki opisuje osnovne delce in interakcije med
njimi. V zadnjih štirih desetletjih je bila ta teorija zelo natančno eksperimentalno preizkušena
vendar še nismo uspeli potrditi obstoja mehanizma, ki povzroči zlom elektro-šibke simetrije.
Kot posledica tega mehanizma imajo osnovni delci mase in obstajati mora skalarni delec, ki
smo ga poimenovali Higgsov bozon. Iskanje tega delca, še edinega, ki je manjkal v
Standardnem modelu, je ena izmed glavnih nalog Velikega hadronskega pospeševalnika ter
eksperimentov ATLAS in CMS. Eksperimenta sta postavljena v točkah, kjer se poti protonov,
ki krožijo v nasprotnih smereh, sekajo. Tam prihaja do ogromnega števila trkov med njimi (109
na sekundo) pri težiščni energiji, ki prej še nikoli ni bila dosežena (8 TeV, oz. približno 8000
krat mirovna masa protona).
Dosedanji eksperimenti, ki so poskušali najti Higgsov bozon so z veliko verjetnostjo (95%)
izključili široko masno področje, razen področja med 116 GeV in 127 GeV, kamor je usmerjen
trud znanstvenikov pri Velikem hadronskem pospeševalniku. Že pred enim letom, pri nekoliko
nižji energiji (7 TeV), sta ATLAS in CMS poročala o signalu s signifikanco okoli tri
standardne deviacije pri masi Higgsa med 124GeV in 126GeV. Te ugotovitve so bile
konsistentne z rezultati, ki sta jih objavila eksperimenta CDF in D0 na Tevatronu pri Chicagu v
ZDA. Tudi oni so videli širok presežek med 120 GeV in 135 GeV s signifikanco malo pod
tremi standardnimi deviaciami.
Kolaboraciji CMS in ATLAS sta 4. julija 2012 s posebnem seminarjem, ki so ga prenašali na
več koncev sveta (med drugim tudi v avditorij v Melbournu, kjer je ravno takrat potekala ena
največjih letnih konferenc na našem področju ICHEP in tudi v veliko predavalnico Instituta
Jožef Stefan), obvestili znanstveno in širšo javnost o odkritju novega delca, pri masi 125GeV,
ki ustreza lastnostim Higgsovega bozona. Pokazal bom predvsem rezultate eksperimenta
ATLAS, ki je ogromna mednarodna kolaboracija (približno 3000 avtorjev), pri kateri sodeluje
tudi 10 znanstvenikov iz Odseka za fiziko osnovnih delcev, Instituta Jožef Stefan in Oddelka
za fiziko, Fakultete za matematiko in fiziko, Univerze v Ljubljani.
11
12
Modelsko neodvisen pogled onkraj Standardnega
modela v razpadih mezonov B in D
Damir Beˇcirevi´c, Svjetlana Fajfer, Nejc Koˇsnik,
Federico Mescia, Elia Schneider
Zgornja meja na razvejitveno razmerje razpada mezona Bs v par mionantimion dobljena v eksperimentu LHCb je trenutno le ˇse 20 % nad napovedjo
Standardnega modela. Ta rezultat moˇcno omejuje parametriˇcni prostor nekaterih modelov nove fizike, v katerih se je priˇcakovalo velike prispevke k
temu razpadu. Modelsko neodvisna parameterizacija nove fizike, definirana
z efektivnim Hamiltonianom, nam generira tudi prispevke v semileptonskem
razpadu mezona B v mezon K in par mion-antimion. V predavanju bom
predstavil, kakˇsno strukturo efektivnega Hamiltoniana ˇse dopuˇsˇcata meritvi
omenjenih razpadov, ki sta trenutno v zelo dobrem ujemanju s priˇcakovanji
Standardnega modela, in kaj nam lahko v naslednjih letih povedo rezultati
LHCb ter naˇcrtovanih eksperimentov Belle 2 in SuperB.
Nasprotno, v razpadih mezonov D v dva piona ali dva mezona K je
eksperiment LHCb izmeril veliko asimetrijo konjugacije naboja in parnosti
(CP), ki bi jo bilo teˇzko razloˇziti v okviru Standardnega modela. Rezultat
je sproˇzil veliko zanimanja in kmalu so bili predlagani modeli nove fizike,
ki bi razloˇzili meritev, novi pristopi k napovedim Standardnega modela ter
eksperimentalne opazljivke, ki bi lahko neodvisno potrdile ali ovrgle meritev.
Predstavil bom naˇs predlog meritve direktne CP asimetrije v razpadu mezona
D(s) v lahek psevdoskalaren mezon in par lepton-antilepton v obmoˇcju resonance φ.
13
14
Meritev krˇsitve simetrije CP v rapadih B 0 → η 0Ks
ˇ
Luka Santelj
Inˇstitut Joˇzef Stefan, F-9
luka.santelj@ijs.si
October 4, 2012
Meritve krˇsitve simetrije CP v razpadih B mezonov so v preteklem desetletju omogoˇcile
najnatanˇcnejˇso doloˇcitev nekaterih parametrov Standardnega modela (SM). Te meritve razliˇcnih, a v okviru SM povezanih parametrov, ponujajo test njegove konsistentnosti. Konkretneje, veljavnosti t.i. Kobayashi-Maskawa mehanizma, kot edinega vira krˇsitve CP simetrije.
Do danes nobena meritev ne kaˇze signifikantnih odstopanj od napovedi SM. Kljub temu obstaja nekaj moˇcnih argumentov v prid obstoja novih izvorov krˇsitve te simetrije, ki izhajajo
iz fizike onkraj SM.
Razpadi B mezonov, ki na kvarkovskem nivoju potekajo preko procesa b → s¯
q q so znani
kot zelo obˇcutljivi na moˇzne prispevke novih izvorov krˇsitve CP. Eden takih razpadov je
tudi razpad B 0 → η 0 KS . V predavanju bom predstavil meritev krˇsitve simetrije CP v tem
razpadu, na vzorcu B mezonov zbranih z detektorjem Belle, v Tsukubi na Japonskem. Ker
gre za delo v nastajanju se bom osredotoˇcil na predstavitev podroˇcja in opis metode meritve,
ter pokazal rezultate dosedanjega dela.
15
1
16
1D Lyman α-β korelacije v spektrih kvazarjev
Vid Irˇsiˇc
Fakulteta za Matematiko in Fiziko, Univerza v Ljubljani, Jadranska
19, 1000 Ljubljana, Slovenija
V spektrih oddaljenih kvazarjev in galaksij opazimo znaˇcilno absorpcijsko obmoˇcje,
ki ga imenujemo Lyman alfa (Lyα) gozd. Ta predstavlja edini neposreden dokaz o
obstoju medgalaktiˇcne snovi (IGM - angl. intergalatic medium) in s tem tudi meritev
veˇcinskega deleˇza celotne barionske snovi v vesolju.
Absorpcija gozda Lyα nastane v fotoioniziranem plinu v medgalaktiˇcnem prostoru. Temperature plina so okoli 104 K, gostota pa ˇsibko fluktuira okoli kozmoloˇskega
povpreˇcja. Kot vse kaˇze je plin veˇcinoma visoko ioniziran vodik, kar sta pokazala
ˇze Gunn & Petterson [1]. Gozd Lyα predstavlja edinstveno orodje za doloˇcanje
kozmoloˇskih parametrov pri velikih rdeˇcih zamikih (2 < z < 4).
Opazovanja gozda Lyα in razliˇcne teoretiˇcne kozmoloˇske modele lahko primerjamo s pomoˇcjo spektra moˇci (PF (k, z)) deleˇza prepuˇsˇcene gostote svetlobnega toka
F (λ) = exp [−τ (λ)]. Meritve enodimenzionalnega spektra moˇci so bile v zadnjih
letih ˇze veˇckrat predstavljene v literaturi [2].
Poleg gozda Lyα bi lahko opazovali tudi absorpcijske gozdove viˇsjih prehodov
Lymanove serije (npr. Lyβ). To bi pomagalo pri razumevanju fizike medgalaktiˇcne
snovi, saj je absorpcija v viˇsjih Lymanovih prehodih bolj obˇcutljiva na gostejˇsa in
bolj vroˇca obmoˇcja medgalaktiˇcnega prostora. Upoˇstevanje absorpcije viˇsjih redov
v analizi podatkov tudi zviˇsuje razmerje signala proti ˇsumu, saj je tako v spektru
veˇc obmoˇcij valovnih dolˇzin, na katere vpliva absorpcija v danem obmoˇcju rdeˇcih
premikov.
Z analizo podatkov raziskave SDSS-III BOSS, ki je posnela spektre ˇze veˇc kot
60000 kvazarjev, smo opravili prve meritve absorpcije Lyβ prehoda. Poleg spektra
moˇci avtokorelacijske funkcije Lyα in Lyβ absorpcije smo izmerili tudi spekter moˇci
korelacijske funkcije med obema prehodoma.
Literatura
[1] Gunn, J. E. and Peterson, B. A., ApJ 142 (1965) 1633.
[2] McDonald, P. et al., ApJ 635 (2005) 761.
17
1
18
Hadronske resonance v kromodinamiki na mreˇ
zi
Saˇsa Prelovˇsek Komelj
Hadroni so vezana stanja treh kvarkov (barioni) ali vezana stanja kvarka
in anti-kvarka (mezoni), opaˇzenih pa je bilo tudi nekaj neobiˇcajnih hadronov
z drugaˇcno strukturo. Le malo izmed ˇstevilnih opaˇzenih hadronov je stabilnih na razpad preko moˇcne interakcije. Veˇcina jih zelo hitro razpade preko
moˇcne interakcije in tem pravimo hadronske resonance. V eksperimentu jih
na primer opazijo pri sipanju dveh stabilnih hadronov, kjer se za kratek
ˇcas tvorijo, potem pa hitro razpadejo z razpadnim ˇcasom τ . Tedaj ima
sipalni presek σ v odvisnosti od energije tipiˇcno resonanˇcno obliko z vrhom
pri masi resonance mR in z ˇsirino ΓR = h
¯ /τ , kjer je obiˇcajno razpadna ˇsirina
ΓR ' 1 − 300 MeV.
Namen predavanja je pokazati, kako se izraˇcuna maso in ˇsirino hadronskih
resonanc ab initio. Doslej je bila v literaturi iz prvih naˇcel doloˇcena le masa
in ˇsirina resonance ρ, ki se tvori pri ππ → ρ → ππ. Za nobeno drugo od
ˇstevilnih hadronskih resonanc doslej masa in ˇsirina nista bili izraˇcunani ab
initio. Skupaj s sodelavci smo poleg procesa ππ → ρ → ππ, prvi simulirali
sipanje Kπ in Dπ ter doloˇcili lastnosti resonanc, ki se pri tem tvorijo.
Pri izraˇcunu smo uporabili kromodinamiko na mreˇzi. To je edina neperturbativna metoda, ki temelji neposredno na kromodinamiki, torej na osnovni teoriji moˇcne interackije med kvarki in gluoni. Neperturbativna metoda
je potrebna, ker jakost moˇcne interakcije med kvarki v hadronih onemogoˇca
perturbativni razvoj po ustrezni sklopitveni konstanti. Kromodinamika na
mreˇzi temelji na izraˇcunu ustreznih popotnih integralov v diskretiziranem
prostoru-ˇcasu.
19
20
Dinamiˇ
cne lastnosti veˇ
cdelˇ
cnih sistemov
ˇ
Marko Znidariˇ
c
Fakulteta za matematiko in fiziko,
Oddelek za fiziko, Univerza v Ljubljani
V predavanju bom predstavil dva sklopa rezultatov, ki zadevajo dinamiˇcne
lastnosti sistemov veˇcih delcev. Prvi del bo posveˇcen vpraˇsanju ˇcasovne
uˇcinkovitosti nekaterih kvantnih algoritmov, drugi del pa transportu v enostavnih enorazseˇznih sistemih.
Pri teoretiˇcnih raˇcunih pogosto potrebujemo fazna povpreˇcja, v kvantni
fiziki npr. povpreˇcja po Hilbertovem prostoru. Mera, ki “enakomerno”
vzorˇci vse smeri v Hilbertovem prostoru je t.i. Haarova mera. Pri eksperimentalni realizaciji takˇsnih povpreˇcij, ter tudi pri nekaterih drugih kvantnih
postopkih (npr., tomografiji), se izkaˇzejo za zelo koristna nakljuˇcna kvantna
stanja. Takˇsna stanja lahko dobimo s t.i. nakljuˇcnimi kvantnimi vezji, to
je z zaporedjem transformacij na nakljuˇcnih parih delcev. Takˇsna vezja
lahko tudi uporabimo pri dokazu, da obstajajo problemi, ki jih kvantni algoritmi reˇsijo eksponentno hitreje, kot najboljˇsi klasiˇcni. Pokazal bom, kako
lahko vpraˇsanje potrebnega ˇstevila dvodelˇcnih transformacij prevedemo na
Markovsko verigo, katere hitrost konvergence lahko toˇcno izraˇcunamo [1].
V drugem delu bom predstavil nekatera nereˇsena vpraˇsanja glede narave
transporta v enostavnih enodimenzionalnih kvantnih sistemih. Kljub veˇc desetletnim naporom ˇse vedno ni znano, kdaj bo nek sistem kazal difuzijski,
kdaj pa balistiˇcni transport. Ali imamo en, ali drugi tip transporta, ni znano
niti za najenostavnejˇse sisteme, npr. Heisenbergov model. Pomemben rezultat, ki nam pomaga pri integrabilnih sistemih, je Mazurjeva neenakost [2].
Ta pravi, da je transport balistiˇcen, ˇce obstajajo konstante gibanja, ki se
prekrivajo s tokom. Do pred nekaj leti, je tako veljalo prepriˇcanje: (i) integrabilni sistemi so balistiˇcni, in (ii) kaotiˇcni sistemi so difuzijski. Pokazal
bom, da sta obe, na prvi pogled smiselni izjavi, napaˇcni. Obstaja reˇsljiv disipativni sistem [3], ki je difuzijski, numerika na konzervativnem integrabilnem
sistemu [4] pa tudi kaˇze na difuzijo. Na drugi strani obstajajo kaotiˇcni sistemi, v katerih je transport lahko balistiˇcen.
Literatura
ˇ
[1] M. Znidariˇ
c, Phys. Rev. A 78, 032324 (2008).
[2] X. Zotos, F. Naef, in P. Prelovˇsek, Phys. Rev. B 55, 11029 (1997).
ˇ
[3] M. Znidariˇ
c, J. Stat. Mech. 2010, L05002 (2010).
ˇ
[4] T. Prosen in M. Znidariˇ
c, J. Stat. Mech. 2009, P02035 (2009).
21
22
Kopičenje biomolekul s termično „metlo“
Natan Osterman in Dieter Braun
1
2
1. Odsek za kompleksno snov, IJS, Ljubljana & LPKF, Naklo
2. Ludiwig-Maximilians-Universität, München
Zmožnost manipulacije molekul in nanodelcev ima velik pomen tako za raziskave kot
tudi v tehnoloških procesih. Posebno je zanimiva manipulacija biomolekul v njihovem
naravnem okolju, saj to npr. omogoča dolgotrajno opazovanje posameznih molekul,
spremembo celičnega signaliziranja, kemijske reakcije med posameznimi molekulami...
Eden izmed načinov take manipulacije je t.i. termična „metla“, ki delce in biomolekule
nakopiči s kombinacijo termoforeze in tekočinskega toka.
Na molekule v temperaturnem gradientu deluje termoforezna sila, ki povzroči nastanek
šibkega gradienta molekulske koncentracije. Če termoforezo kombiniramo še s tokom
tekočine v smeri pravokotno na temperaturni gradient, lahko pride do ojačitve
koncentracije za nekaj redov velikosti, kar imenujemo termična past [ 1]. V naših
raziskavah smo pokazali, da hitro ponavljajoče enosmerno premikanje laserskega žarka
raztegnjene oblike absorbiranega na površini vzorca, ustvari močno termično molekulsko
past, hkrati pa termoviskozno črpanje [2] povzroči globalni tok tekočine, ki okoliške delce
učinkovito „pomete“ v past. Taka termična „metla“ lahko v nekaj sekundah izprazni
molekule iz oklice in jih nakopiči v 10 μm veliko piko. Demonstrirali smo 60-kratno
kopičenje 5.8 kbp dsDNA molekul in kopičenje redke suspenzije koloidnih delcev v
tesno zloženo strukturo.
Ker je učinkovitost termične pasti močno odvisna od termoforeznih lastnosti delcev, je
režim lovljenja moč nastaviti tako, da se v pasti ujame samo določena vrsta delcev. Kot
uporabo tega principa smo pokazali kopičenje in prostorsko ločevanje binarne mešanice
koloidnih delcev.
Slika 1: Princip termične pasti za molekule (pogled od strani).
Ponavljajoče enosmerno premikanje območja s povišano
temperaturo zaradi absorpcije laserja na zgornji površini celice
(rdeča črtkana puščica) povzroči navpičen gradient temperature
(črne pikčaste puščice) in tok tekočine (modra zanka).
Molekule se posledično nakopičijo pri hladnejši spodnji
površini na robu območja črpanja (šrafirano).
Slika 2: Časovni potek kopičenja 22bp
dolge ssDNA s termično metlo.
Dolžine posamezne molekule je pičlih
7 nm!
1 D. Braun and A. Libchaber, Physical Review Letters 89, (2002).
2 F. Weinert, J. Kraus, T. Franosch, and D. Braun, Physical Review Letters 100, (2008).
23
24
Vozlanje defektov v nematskih koloidih
Uroš Tkalec
Institut Jožef Stefan, Ljubljana, Slovenija
Center odličnosti NAMASTE, Ljubljana, Slovenija
Fakulteta za naravoslovje in matematiko, Univerza v Mariboru, Maribor, Slovenija
Nematski tekoči kristali, frustrirani z geometrijsko omejenostjo prostora, predstavljajo privlačno
področje v topologiji mehke snovi. Koloidni delci, ki so potopljeni v tekoči kristal, interagirajo z
molekulami tekočega kristala preko svoje površine in jim pri tem vsiljujejo določen površinski
red. Zaradi ukrivljene površine koloidnih kroglic in orientacijskega reda molekul, se v tekočem
kristalu pojavijo elastične deformacije in topološki defekti, ki privedejo do pojava strukturnih sil
in posledično do spontanega ali nadzorovanega sestavljanja urejenih koloidnih struktur. V
predavanju bom predstavil spletene in zavozlane defektne linije, ki smo jih sestavili v koloidni
mešanici nematskega tekočega kristala in mikroskopsko majhnih steklenih kroglic. Prikazana bo
tehnika manipuliranja koloidnih delcev in defektnih struktur z lasersko pinceto, podan pa bo tudi
pregled prepletenih 2D koloidnih struktur v tankih nematskih plasteh. Rezultati, ki so plod
sinergije eksperimentalnih, simulacijskih in teorijskih pristopov, namreč kažejo, kako relativno
preprosta geometrijska in topološka pravila omogočajo sestavljanje kompleksno prepletenih
mehkih kompozitov. Nastale vozle smo nato skupaj s sodelavci identificirali in topološko
klasificirali s samo-ovojnim številom, ki opiše število zasukov preseka zaključenih defektnih
trakov. Vpeljali in eksperimentalno implementirali smo tudi mehanizem prevezav sosednjih
defektnih linij, ki omogoča primerjavo več različnih opaženih struktur in kontrolirano
konstruiranje novih. Odkritje mikroskopskih vozlov in spletov v tekoče kristalnih koloidnih
disperzijah torej poudarja pomen topologije pri izdelavi kompleksnih materialov in obenem
predstavlja nov način uporabe matematične teorije vozlov v fiziki.
Reference
[1] M. Ravnik, M. Škarabot, S. Žumer, U. Tkalec, I. Poberaj, D. Babič, N. Osterman, I. Muševič, Phys.
Rev. Lett. 99, 247801 (2007).
[2] U. Tkalec, M. Ravnik, S. Žumer, I. Muševič, Phys. Rev. Lett. 103, 127801 (2009).
[3] S. Čopar, S. Žumer, Phys. Rev. Lett. 106, 177801 (2011).
[4] U. Tkalec, M. Ravnik, S. Čopar, S. Žumer, I. Muševič, Science 333, 62 (2011).
[5] G. P. Alexander, B. G. Chen, E. A. Matsumoto, R. D. Kamien, Rev. Mod. Phys. 84, 497 (2012).
25
26
Sipanje svetlobe v tekoˇcekristalnih elastomerih
ˇ
Andrej Petelin1 in Martin Copiˇ
c1,2
1 Fakulteta
za Matematiko in Fiziko, Univerza v Ljubljani, Slovenija
2 Institut Jožef Stefan, Ljubljana, Slovenija
e-mail: andrej.petelin@fmf.uni-lj.si
Tekoˇcekristalni elastomeri so zanimivi materiali, saj združujejo elastiˇcne lastnosti polimerov z orientacijskimi lastnostmi tekoˇcih kristalov. Sklopitev med nematiˇcnim redom in elastiˇcno
deformacijo se v tekoˇcekristalnih elastomerih odraža v zanimivih fizikalnih lastnostih, kot je na
primer mehka elastiˇcnost in spontana deformacija. Iz fizikalnega stališˇca so ti pojavi zanimivi,
saj se odražajo v velikih deformacijah telesa ter rotaciji direktorja (urejenost tekoˇcega kristala).
Za opis teh pojavov potrebujemo nelinearno teorijo elastiˇcnosti, kar doda nekaj težavnosti pri
razumevanju. Verjetno je to botrovalo k temu, da so nekateri avtorji svoje eksperimente napaˇcno razlagali in je bil obstoj mehke elastiˇcnosti še do nedavnega eno izmed odprtih vprašanj.
Meritve strižne konstante namreˇc niso kazale odvisnosti, kot jo priˇcakujemo v idealnih tekocˇ ekristalnih elastomerih. Pri strižnih deformacijah, ki vzbujajo “mehkost” sistema, bi morala
imeti izmerjena strižna konstanta zelo majhno vrednost. Pri raztezanju preˇcno na direktor namreˇc pride do rotacije direktorja, tako da gre (zaradi simetrijskih razlogov) za deformacijo pri
konstantni energiji - mehka elastiˇcnost. V neidealnih elastomerih pa je zaradi notranjega elastiˇcnega polja odziv na deformacijo ni veˇc popolnoma mehek. Potrebna je doloˇcena kritiˇcna
deformacija preˇcno na direktor, ki zmanjša vpliv notranjega elastiˇcnega polja, tako da se šele
pri tej kritiˇcni vrednosti direktor zaˇcne obraˇcati v smeri raztezanja, kar ima za posledico mehak
elastiˇcni odziv. Meritve strižne konstante bi morale biti izvedene pri kritiˇcni vrednosti raztezka
in ne v neobremenjenih vzorcih. Zaradi geometrije eksperimenta pa je žal take meritve težko
izvesti.
Namesto meritev strižnih konstant pa lahko uporabimo meritve dinamike sipane svetlobe
na termiˇcnih fluktuacijah direktorja. Dinamika relaksacij direktorja je namreˇc odvisna od elastiˇcnih lastnostih snovi, kar nam omogoˇca posredno merjenje elastiˇcnih konstant. Z meritvami
dinamike fluktuacij direktorja pod vplivom zunanje deformacije elastomera smo po našem mnenju podali jasno potrditev mehke elastiˇcnosti. V meritvah opazimo, da se hitrost relaksacij z narašˇcajoˇcim raztezkom znižuje in pri kritiˇcni vrednosti raztezka, kjer se notranje elastiˇcno polje
izniˇci, dinamika fluktuacij praktiˇcno zamrzne. Meritve kotne odvisnosti hitrosti relaksacij pokažejo, da dinamiko relaksacij v kritiˇcni toˇcki poganja zgolj nematiˇcno elastiˇcno polje, kot je to v
navadnih nematikih. Naše meritve so v skladu z napovedmi teorije in nam omogoˇcajo, da iz njih
izlušˇcimo vse parametre modela, ki opisuje mehko elastiˇcnost v tekoˇcekristalnih elastomerih.
27
28
Kohn-Luttinger superconductivity with repulsive interaction.
V.V. Kabanov1, A.S. Alexandrov2
1
Jozef Stefan Institute Ljubljana, Slovenia.
2
Department of Physics Loughborough University, Loughborough, U.K.
In the theoretical analysis, the pairing mechanism of carriers could be not only phononic
as in the BCS theory, but also excitonic, plasmonic, magnetic, kinetic, or due to some purely
repulsive interaction combined with the unconventional pairing symmetry of the order
parameter. Actually, following the original proposal by P. W. Anderson, many authors [1]
assumed that the electron-electron interaction in high-temperature superconductors was strong
but repulsive providing high Tc without phonons via superexchange and/or spin-fluctuations in
the d-wave pairing channel (l = 2). A motivation for this concept can be found in the earlier work
by Kohn and Luttinger (KL) [2], who showed that the Cooper pairing of fermions with any weak
repulsion was possible since the two-particle interaction induced by many-body effects is
attractive for pairs with large orbital momenta, l ≫1. While the KL work did not provide the
specification of the actual angular momentum of condensed Cooper pairs, Fay and Layzer [3]
found that a system of hard-sphere fermions condenses at low densities into a p-orbital state (l =
1). The critical transition temperature Tc of repulsive fermions was estimated well below 0.1K.
More recent studies claimed that weak repulsive interactions combined with latticeinduced band-structure effects do result in higher values of Tc in a spin singlet d-wave channel
near half-filling ”encouragingly similar to what is found in the cuprate high-temperature
superconductors” [4].Recently we have shown that the p- and d-wave Cooper pairing from the
weak Coulomb repulsion is not possible between fermions at any screening length and in any
dimension. Pairing in higher momentum states (l >3) has virtually zero Tc for any realistic
Fermi energy[5].
[1] P. W. Anderson, P. A. Lee, M. Randeria, T. M. Rice, N. Tiverdi and F. C. Zhang, J. Phys.:
Condens. Matter 16, R755 (2004) and references therein.
[2] W. Kohn and J. M. Luttinger, Phys. Rev. Lett. 15 524 (1965).
[3] D. Fay and A. Layzer, Phys. Rev. Lett. 20, 187 (1968).
[4] S. Raghu, S. A. Kivelson, and D. J. Scalapino, Phys. Rev. B 81 224505 (2010).
[5] A.S. Alexandrov V.V. Kabanov Phys. Rev. Lett. 106, 136403 (2011).
29
30
Zakaj fulereni niso navadni BCS superprevodniki
Anton Potočnik,1 Andraž Krajnc,2 Peter Jeglič,1 Kosmas Prassides,3 Matthew J. Rosseinsky,4
Massimo Capone,5 Erio Tosatti5 in Denis Arčon1,2
1
2
Institut “Jožef Stefan”, Jamova 39, Ljubljana, Slovenija.
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Jadranska 19, Ljubljana, Slovenija.
3
Odsek za kemijo, Univerza v Durhamu, Durham, Velika Britanija.
4
Odsek za kemijo, Univerza v Liverpoolu, Liverpool, Velika Britanija.
5
Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Trst, Italija.
Superprevodnost v fulerenih dopiranih z alkalnimi kovinami (A3C60, A = alkalna kovina) se
je kljub visoki kritični temperaturi (najvišja Tc = 32 K v RbCs2C60) do sedaj skoraj izključno
obravnavala znotraj standardne teorije superprevodnosti Bardeena, Coopera in Shriefferja
(teorija BCS). Takšno obravnavanje je po naših nedavnih visokotlačnih eksperimentih na Cs3C60
postalo močno vprašljivo, saj se je izkazalo, da superprevodna faza meji direktno na
antiferomagnetno izolatorsko fazo, tako kot pri ostalih neobičajnih visokotemperaturnih
superprevodnikih.1 Pri tem smo uspeli dvigniti tudi najvišjo kritično temperaturo na 38 K. Ko se
iz superprevodne približujemo antiferomagnetni izolatorski fazi, naši podatki kažejo, da se
superprevodna energijska reža močno ojači in doseže 2∆/Tc ≈ 5 tik pred prehodom v izolatorsko
stanje, hkrati pa se zabrišejo sledi Hebel-Slichterjevega koherenčnega vrha v jedrskem
relaksacijskem času. Presenetljiv je tudi nemonoton potek superprevodne kritične temperature
v (V-T) faznem diagramu (obstoj maksimuma), pri čemer pa se gostota stanj monotono
spreminja vzdolž prehoda kovina-izolator. Vsi ti eksperimentalni podatki niso v skladu s
standardno teorijo BCS.
V principu je te pojave možno še vedno razložiti z razširjeno BCS teorijo, kjer so vključene
tudi odbojne interakcije med elektroni. Pri tem moramo privzeti, da pri tvorbi superprevodnih
Cooperjevih parov aktivno sodelujejo optična mrežna nihanja, t.j. nihanje med alkalnimi
kovinami in fulerenskimi molekulami. Vendar, zaradi neobstoja izotopskega efekta na alkalnih
kovinah pri RbxCs3-xC60 to sodelovanje ni prisotno, zato moramo obravnavo znotraj okvirov
standardne teorije BCS zavreči. Po drugi strani naše meritve kvalitativno bolje opisuje teorija
dinamičnega povprečnega polja (ang. DMFT), kjer so intramolekularne C60 vibracije ter
elektronske odbojne interakcije na mestu molekule obravnavane enakovredno znotraj
razširjenega tri-orbitalnega Hubbardovega modela. DMFT pravilno napove nemonotoni potek
superprevodne kritične temperature, ojačitev superprevodne energijske reže ter monotoni
potek gostote stanj. Da bo teorija splošno sprejeta, bo potrebnih še več eksperimentalnih
podatkov. Kot zanimiv testni kandidat se ponuja MAK3C60 (MA = metil amin), ker smo znotraj
LDA izračunov pokazali,3 da MA vpliva na intramolekularne vibracije, ki so v osrčju DMFT teorije.
Zaradi podobnosti z nekonvencionalnimi superprevodniki je mogoče ugotovitve na fulerenskih
sistemih aplicirati tudi na ostale nekonvencionalne, visokotemperaturne superprevodnike.
1
Y. Takabayashi, et al., Science 323, 1585 (2009) in A.Y. Ganin, et al., Nature 466, 211 (2010).
M. Capone et al., Rev. Mod. Phys. 81, 943 (2009).
3
A. Potočnik et al., Phys. Rev. B 86, 085109 (2012).
2
31
32
NMR študije dinamike vodika v kovinskih sistemih
Anton Gradišek, Tomaž Apih, Andraž Kocjan, Janez Dolinšek
Institut Jožef Stefan, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenija
Shranjevanje vodika je eno od pomembnih področij pri razvoju vodikove ekonomije - sveta, v
katerem bo fosilna goriva kot pogonsko sredstvo za motorna vozila ter kot sredstvo za
shranjevanje energije zamenjal vodik. Raziskave se osredotočajo predvsem na dve skupini
potencialnih materialov za shranjevanje - na kovinske in kompleksne hidride.
V naših raziskavah smo se osredotočili na dinamiko vodika, vezanega v teh sistemih. Jedrska
magnetna resonanca (NMR) je odlična metoda za tovrstne študije, saj nam omogoča
opazovanje različnih tipov procesov:



Z meritvami difuzije v statičnem gradientu magnetnega polja lahko določimo
konstanto lastne difuzije (D) za vodik. Meritev nam omogoča določitev D vse do
vrednosti 10-13 m2/s. Iz temperaturne odvisnosti D lahko določimo aktivacijsko
energijo za skoke vodika med intersticijskimi mesti.
Meritev temperaturne odvisnosti spinsko-mrežnega relaksacijskega časa T1 nam
omogoča določitev frekvence skokov med intersticijskimi mesti. Skupaj z difuzijsko
konstanto nam ta podatek omogoča določitev povprečne dolžine skokov.
Z metodo hitrega menjanja magnetnega polja lahko merimo relaksacijske čase kot
funkcijo magnetnega polja, kar nam omogoča določitev porazdelitve energij za skoke
in to tudi pri eni sami temperaturi.
Omenjene metode smo uporabili za preučevanje kovinskih hidridov s kristalinično,
kvazikristalinično ter amorfno strukturo, kot so sistemi Ti-Zr-Ni, Ti-Fe-Ni, Zr-Cu-Ni-Al in
Zr-Cu-Al-Pd.
Medtem, ko se vodik v kovinskih hidridih skoraj prosto premika med intersticijskimi mesti, je
v kompleksnih hidridih vezan v komplekse z lahkimi elementi, kot so Li, B, Al ali Mg.
Predstavimo študijo sistema LiZn2(BH4)5, v katerem dinamične procese predstavljajo rotacije
tetraedrov BH4 okrog treh kristalografskih osi.
33
34
Vplivi Hundove sklopitve v močno koreliranih kovinah
Jernej Mravlje (Luca de`Medici, Antoine Georges)
Snovi z močnimi elektronskimi korelacijami imajo številne nenavadne in pogosto uporabne
lastnosti. Med te snovi sodijo visokotemperaturni superprevodniki, snovi z velikim
termoelektričnim odzivom, z gigantsko magnetoupornostjo, itd. Pojav močnih elektronskih
korelacij se običajno povezuje s kriterijem U>>W, to je, da je tipični Coulombski odboj
precej večji od širine elektronskega pasu, kar pomeni, da je tuneliranje elektronov iz atoma
na atom zelo otežkočeno.
V zadnjem času pa so veliko pozornosti vzbudili visokotemperaturni prevodniki na bazi
železa, v katerem ta kriterij ni zadoščen. Raziskave so pokazale, da je v teh in tudi drugih
snoveh, kot so rutenati in kromijevi perovskiti zelo pomembna Hundova sklopitev, ki
sklaplja spine med elektroni na različnih orbitalah. V predavanju bom predstavil, prek
vpogleda, ki ga nudi dinamična teorija povprečnega polja, mehanizme s katerimi Hundova
sklopitev povzroči močne korelacije ter njihove posledice. Na primeru Sr2RuO4 bom
pokazal, da se teorija odlično ujema z meritvami kvantnih oscilacij, fotoemisije,
termoelektričnega pojava in NMR.
35
36
PLAKATI
37
38
Izvor pseudogap obnašanja v železovih superprevodnikih
Kristjan Anderle1, Martin Klanjšek1,2, Peter Jeglič1,2, Denis Arčon1,3, Bing Lv4,
Arnold M. Guloy5, Paul C. W. Chu5
1
Institut »Jožef Stefan«, Ljubljana, Slovenija
EN-FIST Center odličnosti, Ljubljana, Slovenija
3
Univerza v Ljubljani, Slovenija
4
Texas Center for Superconductivity, University of Houston, ZDA
5
Department of Chemistry and TCSUH, University of Houston, ZDA
2
Doslej še nepojasnjen izvor visokotemperaturne superprevodnosti med drugim poskušamo
ugotoviti s proučevanjem podobnosti oziroma razlik med dvema družinama
visokotemperaturnih superprevodnikov, kuprati in železovimi superprevodniki. Eno izmed
odprtih vprašanj pri kupratih je izvor pseudogap obnašanja, to je zmanjšane gostote
elektronskih fluktuacij v bližini Fermijeve energije [1]. Železovi superprevodniki kažejo
podobno visokotemperaturno obnašanje, ki pa se med člani posamezne družine nekoliko
razlikuje. Zanimiv primer je družina AFeAs (A = Li, Na), kjer pri superprevodnem LiFeAs ne
opazimo pseudogap obnašanja [2], medtem ko pri strukturno enakem NaFeAs pseudogap
obnašanje sega preko sobne temperature [3]. Ugotovili smo, da je takšno obnašanje mogoče
razložiti že samo na podlagi elektronske pasovne strukture. Za obnašanje, ki spominja na
pseudogap obnašanje, je ključen elektronski pas, ki je v NaFeAs premaknjen za 40 meV pod
Fermijevo energijo (celotno elektronsko strukturo prikazuje Slika 1). Model smo z NaFeAs
prenesli še na ostale železove superprevodnike, kjer smo prav tako prišli do odličnega
ujemanja z meritvami. Naši rezultati kažejo, da pseudogap obnašanje v železovih
superprevodnikih ni analogno temu pojavu v kupratih, ampak izvira iz njihove specifične
elektronske pasovne strukture.
Slika 1. Elektronska pasovna struktura v železovem superprevodniku NaFeAs v  in M točki
reducirane Brillouinove cone. Z rdečo je označen elektronski pas, ki ima ključen prispevek pri
pseudogap obnašanju v NaFeAs.
[1] A. J. Millis, Science 314, 1888 (2006).
[2] P. Jeglič, A. Potočnik, M. Klanjšek, M. Bobnar, M. Jagodič, K. Koch, H. Rosner, S.
Margadonna, B. Lv, A. M. Guloy in D. Arčon, Phys. Rev. B 81, 140511 (2010).
[3] M. Klanjšek, P. Jeglič, B. Lv, A. M. Guloy, C. W. Chu in D. Arčon, Phys. Rev. B 84, 054528
(2011).
39
Hrapavost in fraktalna dimenzija
Matej Babič1, Matjaž Milfelner2, Igor Belič3, Peter Kokol4, Peter Panjan5
1
Emo-orodjarna d.o.o., Slovenia,
2
Tic-Lens d.o.o., Slovenia,
3
Institue of Materials and Technology, Slovenia,
4
University of Maribor, Faculty of Health Sciences, Slovenia,
5
Institut Jožef Stefan, Slovenia
e-mail: babicster@gmail.com
Pri mikrostrukturi robotsko lasersko kaljenem material opazimo hrapavo površino. Zanima
nas kako bi izračunali to hrapavost. Obstaja mnogo parametrov za opis hrapavosti površine.
Eden izmed najbolj uporabljenih je prameter Ra. V tem delu nas je zanimala hrapavost
površine robotsko lasersko kaljenih vzorcev pri prekrivanju robotskega laserskega žarka.
Porazdelitev otokov in zrn je odvisna od interakcije med molekulami, otoki in zrni. Hrapavost
zgornje plasti materiala je odvisna od višine zrn, ki se nahajajo pod njo. Pri porazdelitvi zrn
bo sosednje zrno enako visoko ali višje, kar povzroči, da bo sprememba debeline filma
razširjena lateralno. Tako razširjanje višinskih razlik v lateralni smeri vpliva na hrapavost
celotne površine vzorca. Napravili smo vzorcev na materialih standardne oznake po DIN
standardu 1.7225. Material smo robotsko lasersko kalili z različno temperaturo pri različni
hitrosti. Torej smo spreminjali parameter temperature robotske laserske celice T∈[100,
1400]° C s korakom 100° C in parameter hitrosti v ∈ [2, 5] mm / s s korakom 1 mm / s. S
pomočjo fraktalne geometrije smo opisali kompleksnost kaljenih vzorcev in poiskali relacijo
med fraktalno dimenzijo in hrapavostjo kaljenih materialov pri različnih parameterih robotske
lserske celice za kaljenje.
Slika 1: Hrapavost in trdota robotsko lsersko kaljenega vzorca
Literatura
[1] Gorlenko, O.A. 1981. “Assessment of starface roughness parameters and their
interdependence”, Precision Engineering 3, pp. 105-108.
[2] Hasegawa, M., A. Seireg and R.A. Lindberg, 1976. “Surface roughness model for
turning”,Tribology International, pp 285–289.
[3] M. Babič, M. Milfelner, S. Stepišnik. Robotsko lasersko kaljenje kovin. V: PERME,
Tomaž(ur.), ŠVETAK, Darko (ur.), BALIČ, Jože (ur.). Industrijski forum IRT, Portorož, 7. -8.
Junij 2010. Vir znanja in izkušenj za stroko: zbornik foruma. Škofljica: Profidtp, 2010.
40
Kompleksnost mikrostrukture, deformacije in fraktalna dimenzija
Matej Babič1, Matjaž Milfelner2, Igor Belič3, Peter Kokol4, Peter Panjan5
1
Emo-orodjarna d.o.o., Slovenia,
2
Tic-Lens d.o.o., Slovenia,
3
Institue of Materials and Technology, Slovenia,
4
University of Maribor, Faculty of Health Sciences, Slovenia,
5
Institut Jožef Stefan, Slovenia
e-mail: babicster@gmail.com
V znanosti o materialih je deformacija sprememba oblike ali velikosti objekta zaradi uporabe
sil (deformacijska energija se v tem primeru prenaša prek dela), ali spremembe v temperaturi
(deformacijska energija se v tem primeru prenaša s toploto). Vsako napetostno stanje povzroči
deformacijo materiala. Če deformacija po razbremenitvi izgine, govorimo o elastični, če ne,
pa o plastični deformaciji. Poznamo plastične in elastične deformacije. Za opis deformacij, ki
nastanejo pri laserskem kaljenju bomo uporabili metodo fraktalna geometrija. S pomočjo
fraktalne dimenzije bomo opisali kakšne deformacije dobimo pri različnih parametrih
robotske laserske celice. Parametri robotske laserske celice so temperatura, hitrost, velikost
optike, moč, kot pod katerim kalimo… Poiskali bomo tudi optimelne parametre, ki pozvročijo
minimalne deformacije.
Depth [um]
2.5
1.5
0.5
200
400
600
800
1000
Load [mN]
Graf 1: Deformacije robotsko lasersko kaljenega vzorca
Literatura
[1] Davidge, R.W., Mechanical Behavior of Ceramics, Cambridge Solid State Science Series,
Eds. Clarke, D.R., et al. (1979).
[2] Zarzycki, J., Glasses and the Vitreous State, Cambridge Solid State Science Series, Eds.
Clarke, D.R., et al.(1991).
[3] Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister, John Wiley and
Sons, 2nd International edition (September 3, 2004), p.184.
41
Uporaba fraktalne geometrije za opis poroznosti robotsko lasersko kaljenih vzorecev
Matej Babič1, Matjaž Milfelner2, Igor Belič3, Peter Kokol4, Peter Panjan5
1
Emo-orodjarna d.o.o., Slovenia,
2
Tic-Lens d.o.o., Slovenia,
3
Institue of Materials and Technology, Slovenia,
4
University of Maribor, Faculty of Health Sciences, Slovenia,
5
Institut Jožef Stefan, Slovenia
e-mail: babicster@gmail.com
Poroznost materiala je ena izmed pomembnih mehaniskih lastnosti, ki vpliva na trdoto
materiala. Robotsko lasersko kaljenje je površinska toplotna obdelava komplementarna s
konvencionalnim plamenskim ali induktivnim kaljenjem. Vir energije pri laserskem kaljenju je
laserski žarek, ki izredno hitro segreje površino kovine ter kali površino do 1,5 mm in trdote do
65 HRc. Lasersko kaljenje je proces z izstopajočimi lastnostmi kot so brez dotična metoda,
kontroliran vnos energije, visoka zmogljivost, konstantnost procesa in točno pozicioniranje.
Trda martenzitna mikrostruktura zagotavlja izboljšane lastnosti površine, kot je odpornost na
obrabo in visoka trdnost. Zanimalo nas je kako parametric (hitrost in temperature) vplivajo na
poroznost materiala standarnde oznake po DIN standard 1.7225. Po laserskem kaljenju smo
naredili posnetke mikrostrukture z elektronskim mikroskopom JSM-7600F JEOL. Za opis
mikrostrukture ne moremo uporabiti klasične Evklidske geometrije, saj se pojavljajo
komplicirane geometrijske structure. Zato smo za opis teh kompleksnih struktur uporabili
fraktalno geomtrijo. S pomočjo fraktalne geometrije smo opisali relacije med parametric
robotske laserske celice, poroznostjo in trdoto.
Literatura
[1] B. M. Yu, P. Cheng, A fractal permeability model for bi-dispersed porous media,
International journal of Heat Mass Transfer 45 (2002) 2983–2993.
[2] Barton, C. C., 1995, Fractal analysis of scaling and spatial clustering of fractures. In:
Barton, C.C. and La Pointe, P.R. (eds.), Fractals in the earth sciences. Plenum Press. New
York, p. 141–178.
[3] Grumm J., Žerovnik, P., Šturm, R. 1996, Measurement and analysis of residual stresses
after laser hardening and laser surface melt hardening on flat specimens; Proceedings of the
Conference "Quenching ’96", Ohio, Cleveland.
[10] Z.Q. Chen, P. Cheng, C.H. Hus, A theoretical and experimental study on stagnant thermal
conductivity of bi-dispersed porous media, Int. Commun. Heat Mass Transfer 27(2000) 601–
610.
42
Preuˇ
cevanje disociativnih molekulskih stanj z metodo
rentgenske absorpcije in resonanˇ
cnega neelastiˇ
cnega
sipanja fotonov
1
ˇ
R. Bohinc 1 , M. Zitnik
, K. Buˇcar1 , M. Kavˇciˇc1
1
J. Stefan Institute, Jamova 39, SI-1000 Ljubljana, Slovenia
Za vzbuditev elektrona iz lupine K v klorovem atomu morajo imeti rentgenski ˇzarki
ˇ je energija
energijo vsaj dobrih 2.8 keV. Ce
viˇsja praga za ionizacijo (2830 eV) atom pri
absorpciji vpadne svetlobe odda elektron, pri
nekoliko niˇzjih resonanˇcno izbranih energijah
pa vzbujeni elektron zasede vezana diskretna
valenˇcna ali Rydbergova stanja. Posebej zanimivi so prehodi v najniˇzje leˇzeˇce nezasedene
molekulske orbitale LUMO (lowest unoccupied molecular orbital), ki so zaradi moˇcnega
razveznega znaˇcaja povezane z molekulskim
potencialom brez lokalnega minimuma: pri
vzbuditvi v tako stanje se priˇcnejo molekulski fragmenti oddaljevati drug od drugega in
molekula disociira. Dinamiko disociacije molekul pri razpadu takih stanj je mogoˇce opazovati z metodama absorpcije in resonanˇcnega
neelastiˇcnega sipanja. Pri slednji merimo izsevane fotone, ki nastanejo pri razpadu notranje vrzeli potem ko smo molekulo resonanˇcno
vzbudili. Energija, ki jo je molekula pridobila
z absorpcijo, se porablja pri rentgenski flourescenci ter za disociacijo, ker oba procesa
potekata na isti ˇcasovni skali. To se kaˇze v
zlomu linearne disperzije in pri razˇsiritvi emisijskih spektralnih ˇcrt. Kolikˇsen delˇz energije se bo naloˇzil v disociacijo je odvisno od
karakteristiˇcnih ˇcasov za razpad notranje vrzeli in hitrosti disociacije. Slednja je v zvezi
s strmino potencialne krivulje in je odvisna
tudi od razmerja mas disociiranih fragmentov. Lansko leto smo z raziskovalno skupino
pomerili absorpcijske in emisijske spektre za
nabor kloriranih ogljikovodikov z razliˇcnim
ˇstevilom in geometrijsko razporeditvijo klorovih atomov, ter razliˇcno jakostjo vezi med
ogljikovimi atomi. Izmerjeni spektri kaˇzejo
majhne razlike v nelinearni disperziji, kar nakazuje na razlike v karakteristiˇcnih ˇcasih disociacije.
1
Realistiˇcno modeliranje takˇsnih spektrov
zahteva izraˇcun nuklearnih vibracijskih (disociacijskih) valovnih funkcij za elektronsko osnovno (vzbujeno) stanje. V skladu
z Born-Oppenheimerjevim pribliˇzkom je nuklearna valovna funkcija reˇsitev Schrodingerjeve enaˇcbe s potencialom (potential energy
surface-PES), ki je reˇsitev elektronskega dela
Schrodingerjeve enaˇcbe pri izbrani poziciji jeder v molekuli. Lokalni naklon PES vzbujenega stanja pri ravnovesni razdalji molekule doloˇca t.i. Franck-Condonove faktorje, ti
pa posredno doloˇcajo razˇsiritev resonanˇcnega
stanja in potek nelinearne disperzije v emisiji.
a) Ekscitacija v razvezno LUMO orbitalo (modra in
rdeˇca barva prestavljata pozitivne in negativne vrednosti valovne funkcije) povzroˇci razpad molekule
klorometana na Cl− in metilni fragment. b) Potencialna ploskev molekule H2 S, kjer elektron v lupini K
prestavimo v LUMO orbitalo. Na dveh oseh sta razdalji obeh protonov od ˇzvepla, na vertikalni osi pa je
energija vzbujenega stanja.
E-mail: rok.bohinc@ijs.si
43
Nadgradnja hemisferiˇcnega elektronskega spektrometra na
paralelno detekcijo
A. Založnik, K. Buˇcar∗, M. Žitnik
Institut Jožef Stefan, Jamova 39, SI-1000, Ljubljana, Slovenija
V mnogih poskusih želimo doloˇciti kinetiˇcno energijo
Simulacije realnih elektriˇcnih polj smo opravili z raelektronov, ki izhajajo iz tarˇce po reakciji: to so lahko na cˇ unalniškim paketom Simion [2], kjer smo preuˇcili obnprimer fotoelektroni ali Augerjevi elektroni iz površin šanje in fokusiranje analizatorja v novih pogojih):
ali plinov. Za kinetiˇcne energije do najveˇc nekaj keV v
ta namen pogosto uporabimo elektrostatske spektrometre, v katerih elektriˇcna polja spremenijo poti elektronov
glede na njihovo vpadno kinetiˇcno energijo. Taki spektrometri so tipiˇcno sestavljeni iz elektrostatske leˇce, ki
usmeri elektrone v analizator, ta prepusti le elektrone v
izbranem intervalu kinetiˇcnih energij, prepušˇcene elektrone pa prešteje detektor delcev.
Na Odseku srednjih in nizkih energij IJS uporabljamo
hemisferiˇcni elektronski spektrometer, ki je sestavljen iz
dveh polkrogel, med katerima je statiˇcno radialno elektriˇcno polje. Vpadli elektroni vstopijo skozi vstopno
režo, zaokrožijo med nabitima kroglama in zadenejo detektor, cˇ e so uspeli preˇckati izstopno režo. V takem enokanalnem režimu spekter izmerimo postopoma: bodisi
z upoˇcasnjevanjem elektronov s skoraj zveznim spreminjanjem elektriˇcnega zaviralnega polja (retarding) ali pa
s spreminjanjem napetosti na polkrožnih plošˇcah spreminjamo centralno prepustno energijo analizatorja in
tako preišˇcemo veˇcje energijsko obmoˇcje. Taka meritev
je ponavadi dolgotrajna in zamudna, s širjenjem izstopne reže pa sicer poveˇcamo hitrost štetja, a poslabšamo
loˇcljivost.
Z nadgradnjo spektrometra smo želeli poveˇcati uˇcinkovitost detektorja tako, da smo izhodno režo nadomestili s pozicijsko obˇcutljivim detektorjem za elektrone.
Uporabili smo detektor znamke Röntdek, pri katerem
vpadli elektron na skladu dveh mikrokanalnih plošˇcic
sproži ojaˇcan plaz elektronov, ta pa na 2D zakasnilni liniji sproži elektriˇcni sunek. Izmerjena razlika cˇ asov potovanja sunka do koncev zakasnilne linije je merilo za
položaj vpadnega elektrona. S takim detektorjem lahko
hkrati merimo elektrone pri veˇc prepustnih energijah, ne
le pri centralni.
Prve meritve smo opravili na argonovem Augerjevem
spektru L-MM. Izmerjene hitrosti štetja pri paralelni detekciji so pri enaki loˇcljivosti (0,5 eV pri 200 eV) okoli
tridesetkrat veˇcje od števnih hitrosti, ki smo jih dosegali
v enokanalnem naˇcinu.
Na spodnjih slikah je primer 2D meritve in projiciran
Augerjev spekter.
stevilo e 700
L3 - 1 D2
L2 - 1 D2
L2 - 1 S0
500
400
Menjava detektorja je zahtevala veˇcje posege v konstrukcijo polkrožnega analizatorja, zato smo morali preuˇciti vpliv spremenjene geometrije na realna elektriˇcna
polja [1].
L3 - 3 P0 ,1 ,2
600
L2 - 3 P0 ,1 ,2
L3 - 1 S0
300
200
100
200
202
204
206
208
E @ eV D
[1] A. Založnik, Diplomsko delo, FMF (2012)
[2] Dahl, D. International Journal of Mass Spectrometry 200 (2000) 3
∗ klemen.bucar@ijs.si
44
VPLIV RAZTEGOVANJA NA DIELEKTRIČNI,
ELEKTROMEHANSKI IN ELEKTROKALORIČNI ODZIV
P(VDF-TrFE-CFE) TERPOLIMERA
Goran Casar,1 Xinyu Li,2 Andreja Eršte,1 Sebastjan Glinšek,1 Xiaoshi Qian,2
Qiming Zhang2 in Vid Bobnar1
1
Institut "Jožef Stefan" in Mednarodna podiplomska šola Jožefa Stefana,
Jamova 39, Ljubljana, Slovenija
2
Department of Electrical Engineering and Materials Research Institute, The
Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, USA
Primerjali smo električno inducirane lastnosti v neraztegnjenem in enoosno
raztegnjenem poli(viniliden fluor-trifluoroetilen-klorofluoroetilen) terpolimeru,
članu družine relaksorskih polimerov, za katere je značilen hiter odzivni čas,
izjemno velika elektrostrikcija, velika gostota električne energije in velik
elektrokalorični odziv. Kljub temu, da je temperaturna odvisnost dielektrične
konstante skoraj enaka v majhnih zunanjih dc električnih poljih, ima v večjih
dc poljih nelinearni prispevek izrazitejši vpliv na dielektrični odziv manj
orientiranega, neraztegnjenega vzorca. Predstavili in razložili bomo bistvene
razlike v polarizaciji, elektrokaloričnem in induciranem elektrostrikcijskem
odzivu v raztegnjenem in neraztegnjenem terpolimeru, ki kažejo na to, da je
električno inducirane lastnosti mogoče kontrolirati s spreminjanjem pogojev
priprave.
45
Ne-adiabatska vožnja elektrona v kvantni žici s spinsko-tirno interakcijo
Tilen Čadež1 , John H. Jefferson2 in Anton Ramšak1,3
1
2
3
Inštitut Jožef Stefan, Ljubljana
Department of Physics, Lancaster University, Lancaster LA1 4YB, UK
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Ljubljana
Povzetek
Obravnavamo elektron v kvantni piki na polprevodniški kvantni žici v prisotnosti spinsko-tirne
sklopitve. Harmonski potencial, ki definira kvantno piko, je časovno odvisen. Podamo analitično
rešitev za valovno funkcijo, s katero izračunamo različne količine kot so: pričakovane vrednosti
spina in pseudo-spina, energije in zasedenosti vzbujenih stanj med vožnjo. Zaradi spinsko-tirne
sklopitve se premik elektrona prenese na rotacijo (pseudo-)spina. Demonstriramo, da je s primerno
izbiro vožnje harmonskega potenciala spinska manipulacija možna daleč v ne-adiabatskem režimu.
T. Čadež, J. H. Jefferson in A. Ramšak, Non-adiabatically driven electron in quantum wire with
spin-orbit interaction, ArXiv:1208.5359
46
STRUKTURNE IN DIELEKTRIČNE LASTNOSTI RELAKSORSKIH POLIMERNIH MEŠANIC NA ALUMINIJEVI PODLAGI Andreja Eršte in Vid Bobnar Institut “Jožef Stefan” in Mednarodna podiplomska šola“Jožefa Stefana”, Jamova 39, Ljubljana, Slovenija Xian‐Zhong Chen, Zhao‐Xi Cheng in Qun‐Dong Shen Department of Polymer Science and Engineering and Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry of MOE, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University,Nanjing 210093, China Relaksorski polimeri sozelo zanimivi za številne aplikacije zaradi za organski sistem velikih vrednosti dielektrične konstante v širokem temperaturnem intervalu ter izjemno velikega elektromehanskega in elektrokaloričnegaodziva [1,2]. Veliko prednost pri uporabi polimerov v aplikacijah predstavlja možnost nanosa materiala direktno na podlago [3], npr. na aluminij, ki je cenejši od zlata in platine ter mehansko bolj vzdržljiv od steklastega ogljika. Rezultati dosedanjih raziskav so pokazali, da polimerne mešanice na osnovi relaksorskega poli(viniliden florid‐trifloretilen‐klorofloroetilen), P(VDF‐TrFE‐CFE), terpolimera spoli(viniliden florid‐klorotrifloroetilen), P(VDF‐CTFE), kopolimeromprenesejo večja električna polja ter imajo večji polarizacijski odziv, gostoto energije in elastični modul v primerjavi sčistim P(VDF‐TrFE‐
CFE) terpolimerom [2,4]. Zato smo se lotili razvoja in raziskav dielektričnih in strukturnih lastnosti polimernih mešanic P(VDF‐TrFE‐CFE)(66.3/26.4/7.3 mol. %) terpolimera s P(VDF‐
CTFE)(91/9 mol. %) kopolimerom, izdelanih z direktnim nanosom na aluminijevo podlago. V polimernih filmih na aluminijevi podlagi smo pri sobni temperaturi zaznali za relaksorske polimere visoko dielektrično konstanto z vrednostjo ~80 v P(VDF‐TrFE‐CFE) terpolimeru ter z vrednostjo ~60 v mešanici terpolimera z 10% P(VDF‐CTFE) kopolimera. Padec v vrednosti dielektrične konstante v mešanicah izvira iz interferenčnega efekta terhkrati tudi iz dejstva, da dodani kopolimer vpliva na proces kristalizacije, kar so potrdili rezultati meritev z diferenčno dinamično kalorimetrijo ter sipanjem žarkov X. Analiza dielektričnega odziva je pokazala, da z dodajanjem P(VDF‐CTFE) kopolimera v P(VDF‐TrFE‐CFE) terpolimer lahko nadziramo vrednost dielektrične konstante polimerne mešanicene da bi s tem vplivali na relaksorsko dinamiko [5]. [1] Q. M. Zhang, V. Bharti, X. Zhao, Science 280, 2101 (1998); F. Xia et al., Adv. Mater. 14, 1574 (2002). [2] B. Neese, B. Chu, S.‐G. Lu, Y. Wang, E. Furman, Q. M. Zhang, Science 321, 821 (2008). [3] S. Biallozor, A. Kupniewska, Syn. Met. 155, 443 (2005); A. Eftekhari, Syn. Met. 125, 295 (2001). [4] B. Chu, B. Neese, M. Lin, S.‐G. Lu, Q. M. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 152903 (2008). [5] A. Eršte, X.‐Z. Chen, Z.‐X.Cheng, Q.‐D. Shen, V. Bobnar, J. Appl. Phys. 112, 053505 (2012). 47
Polaroni v magnetoelektričnih fluoridih
C. Filipič, G. Tavčar, E. Goreshnik, B. Žemva in A. Levstik
Institut “Jožef Stefan”, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenija
Komplesna dielektrična konstanta oziroma izmenična električna prevodnost štirih
magnetoelektrikov, K3F5F15, K3F2Cr3F15, (NH4)2FeF6 in Pb5Cr3F19, je bila študirana v
odvisnosti od frekvence in temperature. V vseh teh snoveh je bil pri visokih temperaturah
opažen feroelektrični (ali antiferoelektričen) fazni prehod, pri nizkih temperaturah pa
feromagnetni (ali antiferomagnetni). Skupna lastnost vseh študiranih fluoridov pa je tudi
pojav malih polaronov, ki so odgovorni za prenos naboja. Namreč pri nizkih
temperaturah realni del kompleksne električne prevodnosti, oziroma realni del
dielektrične konstante, sledi univerzalnemu dielektričnemu odzivu (UDO) σ′ ∝ νs, kar je
tipično za preskakovanje ali tuneliranje lokaliziranih nosilcev naboja. Natančna analiza
temperaturne odvisnosti UDO eksponenta s teoretičnim modelom za tuneliranje majhnih
polaronov je potrdila, da je pri nizkih temperaturah ta mehanizem ključen za transport
naboja v vseh študiranih fluoridih.
48
Higgs Uncovering Light Scalar Remnants of High Scale Matter Unification
Ilja Dorˇsner∗
Department of Physics, University of Sarajevo, Zmaja od Bosne 33-35, 71000 Sarajevo, Bosnia and Herzegovina
Svjetlana Fajfer†
Department of Physics, University of Ljubljana, Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenia and
J. Stefan Institute, Jamova 39, P. O. Box 3000, 1001 Ljubljana, Slovenia
Admir Greljo‡
J. Stefan Institute, Jamova 39, P. O. Box 3000, 1001 Ljubljana, Slovenia
Jernej F. Kamenik§
J. Stefan Institute, Jamova 39, P. O. Box 3000, 1001 Ljubljana, Slovenia and
Department of Physics, University of Ljubljana, Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenia
I.
ABSTRACT
We consider impact of light colored scalars that can couple directly to matter fields on recently measured h → γγ
excess. Among all possible candidates we find that only two different scalar states—(8, 2, 1/2) and (6, 3, −1/3)—
individually influence the excess in a satisfactory way and are in excellent agreement with all available data. The
colored states must have a substantial coupling to the Standard Model Higgs of order one and a very small mass
of order 300 GeV in order to explain the data. We use the best fit values to generate predictions for h → Zγ. We
furthermore discuss where and how these states appear in extensions of the Standard Model with primary focus on
scenarios of matter unification. We revisit two simple SU (5) setups to show that these two full-fledged models not
only accommodate light color octet state but correlate its mass with observable partial proton decay lifetimes.
∗ Electronic
address:ilja.dorsner@ijs.si
address:svjetlana.fajfer@ijs.si
‡ Electronic address:admir.greljo@ijs.si
§ Electronic address:jernej.kamenik@ijs.si
† Electronic
49
Lokalizacija ukrivljenih tokov v fantomu v obliki človeškega torza
Vojko Jazbinšek1, Karina Kring2, Mario Liehr2, Zvonko Trontelj1, Jens Haueisen2
1
Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko, Jadranska 19, Ljubljana
2
Technische Universität Ilmenau, Ilmenau, Nemčija
Osnovno vprašanje pri analizi magnetokardiografskih (MKG) meritev je, ali nam le-te nudijo
drugačne informacije o delovanju srčne mišice kot elektrokardiografske (EKG) meritve. Ena
izmed možnosti so vrtinčni ali ukrivljeni tokovni izvori, ki jih lahko zaznamo le z magnetnimi
meritvami. To lastnost je dobro pokazala prva eksperimentalna študija vpliva naraščajočega
deleža ukrivljenih tokov na električne in magnetne signale v elektrolitskem fantomu v obliki
človeškega torza [1]. Ukrivljene tokove so [1] ustvarili z nizom dvanajstih tokovnih dipolov, ki
so bili postavljeni v 15 mm razmikih vzdolž krožnice z obsegom 180 mm na območju, ki ustreza
položaju srčnih prekatov. Tako postavljene dipole so vključili enega za drugim in istočasno merili
magnetno polje v okolici fantoma in električne potenciale na njegovi površini. Rezultati so
pokazali, da pri popolnoma zaključeni tokovni zanki, ko je bilo vključeno vseh 12 dipolov vzdolž
krožnice, zaznamo v okolici telesa največje magnetno polje, medtem ko je vrednost električnega
potenciala na površni zanemarljiva.
V tem prispevku smo za razlago izmerjenih podatkov v [1] uporabili model konstantnega
toka vzdolž krožnega loka [2]. V tem modelu tok aproksimiramo z enakomerno porazdeljenimi
tokovnimi dipoli, ki so postavljeni v tangentni smeri vzdolž loka. Celotni model lahko opišemo z
devetimi parametri, ki jih z nelinearno metodo najmanjših kvadratov prilagodimo izmerjenim
podatkom. Rezultate smo ovrednotili z relativno napako (RN) in korelacijskim koeficientom
(KK) med izmerjenimi in iz rekonstruiranega modela izračunanimi podatki. Lokalizacijsko
napako (LN) smo ocenili kot razliko med težiščema dipolov v originalnem izvoru in našem
modelu. Rezultati kažejo, da dobimo z našim modelom odlično ujemanje (RN<0.02, KK>0.9997)
za vse izvore, kjer sta bila vključena dva ali več dipolov. Vendar pa lokalizacijske napake kažejo,
da je naš model učinkovit le, ko je v izvoru vključenih več kot polovica dipolov (LN<10 mm in
rekonstruirani polmer več kot polovica originalnega polmera). Pri ostalih izvorih, kjer je bilo
vključenih manj dipolov, gre rekonstruirani tokovni lok proti zaključeni zanki z majhnim
polmerom (r<3 mm), ki je za oddaljenega opazovalca ekvivalenten modelu magnetnega dipola.
[1] Liehr M, et al. Vortex shaped current sources in a physical torso phantom, Ann Biomed Eng
33:240-247, 2005
[2] Jazbinšek V, et al. Localization of curved current sources in magnetocardiography, Biomed
Tech 46(Suppl 2):141-143, 2001
50
Regularizacijske metode pri elektrokardiografskem slikanju
Matija Milanič1, Vojko Jazbinšek2, Rok Hren2
1
2
Inštitut Jožef Stefan, Jamova 39, Ljubjana
Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko, Jadranska 19, Ljubljana
Elektrokardiografsko slikanje je metoda, kjer iz izmerjenih elektrokardiogramov na površni
telesa izračunamo električne potenciale na površini srca. Glavni izziv pri tej inverzni metodi je
njena slaba pogojenost, ki lahko vodi do velikih oscilacij v rešitvah. Zato pri reševanju
uporabljamo različne regularizacijske tehnike, ki zgladijo te oscilacije. V tem prispevku smo
sistematično primerjali različne regularizacijske tehnike in skušali določiti stopnjo glajenja, ki še
da klinično sprejemljive rešitve. Kot vhodne podatke smo uporabili električni potencial na
površni telesa, ki smo ga z uporabo metode mejnih elementov izračunali iz izmerjenih
električnih potencialov na kletki okoli delujočega izoliranega pasjega srca, ki je bilo postavljeno
v elektrolitski fantom v obliki človeškega torza. Pri reševanju inverznega problema smo
preizkusili 14 regularizacijskih tehnik, s katerimi smo želeli čim bolje rekonstruirati izmerjene
električne potenciale. Ugotovili smo, da sta nekvadratni metodi (algoritma totalne variacije 1. in
2. reda) najbolj robustni in vodita do najmanjših rekonstrukcijskih napak. Primerljivo dobri sta še
Tihonovi regularizaciji 1. in 2. reda, medtem ko so dale ostale metode slabše rezultate.
51
Model kompozitnega stika dvokomponentnih
lipidnih membran
Urˇska Jelerˇciˇc
Oddelek za teoretiˇcno fiziko, Inˇstitut Joˇzef Stefan, Jamova 39, 1000
Ljubljana, Slovenija
Dvokomponentne fosfolipidne membrane lahko ob adheziji bodisi ohranijo svojo
zaˇcetno zgradbo bodisi zaradi mikroskopske fazne separacije dveh komponent doˇzivijo
ˇ je memdelno fuzijo in se preoblikujejo v novo strukturo - kompozitni stik. Ce
brana sestavljena iz cilindriˇcnih in invertiranih koniˇcnih fosfolipidnih molekul se v
delu, kjer pride do fuzije, lahko ustvarijo invertirane micele, vgnezdene med dva
valovita lipidna enosloja. V okviru teorije elastomehanike obravnavamo omenjeni
kompozitni stik, pri ˇcemer se opiramo na ˇze znano prosto energijo ravnega lipidnega
dvosloja. Analitiˇcno doloˇcimo upogibne module stika in pokaˇzemo, da so vedno veˇcji
od modulov ravnega enojnega in ravnega dvojnega lipidnega dvosloja. Glavni mehanizem, odgovoren za poveˇcano togost kompozitnega stika, je poveˇcana razdalja med
enoslojema, oziroma poveˇcana efektivna debelina membranske strukture na stiku,
ki nastane kot posledica vode znotraj invertiranih micel.
52
1
Sipanje identičnih jeder pri kinetičnih
energijah nekaj MeV
Luka Jeromel1 , Primož Vavpetič1 in Primož Pelicon1
(1)Institute Jožef Stefan, Jamova c. 39, 1000 Ljubljana, Slovenija
Na merilni postaji tandemskega pospeševalnika smo postavili eksperiment za
merjenje kotne odvisnosti sipalnega preseka. Eksperimentalno smo preučili
vpliv identičnosti projektila in sipalca na kotno odvisnost sipalnega preseka.
Izmerili smo kotno odvisnost sipalnega preseka pri sipanju ogljika na ogljiku
in protonov na protonih. Dobljene rezultate smo primerjal z Mottovimi teoretičnimi napovedmi [1]. Teoretično smo preučili učinek identičnosti projektila in sipalca in napovedali učinek kvantne interference v približku Coulombske interakcije. Ta opis dobro opiše oscilacije v kotni odvisnosti sipalnega
preseka, ki smo jih dobili pri meritvah sipanja ogljika na ogljiku. Pri energijah nekaj MeV interakcija med protoni ni samo elektrostatska, temveč
na sipanje močno vpliva jedrska sila. To smo nazorno pokazali s primerjavo
s klasičnim Rutherfordovim presekom, od katerega izmerjeni preseki močno
odstopajo. Določili smo absolutne vrednosti presekov sipanja protonov na
protonih in jih primerjali z vrednostmi iz literature[2, 3].
[1] M. Moser, P. Reichart, C. Greubel, G. Dollinger, Nucl. Instr. and Meth. B 269 (2011)
2217-2228
[2] D. A. Bromley, J. A. Kuehner in E. Almqvist, Phys. Rev. 123 (1961), 740
[3] H. R. Worthington, J. N. McGruer in D. E. Findley, Phys. Rev. 90 (1952), 1970
53
Vpliv topoloških defektov na spremembe v obliki membrane in
ekocitotske fuzije
Dalija Jesenek*,a , Šarka Perutkovab, Wojciech Góźdźc, Veronika Kralj-Igličd, Aleš
Igličb in Samo Kralja
a Odsek za fiziko trdne snovi, Inštitut Jožef Stefan, Ljubljana, Slovenija
b Laboratorij za biofiziko, Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani,
Ljubljana, Slovenija
c Odsek za kompleksne sisteme in kemijsko obdelavo podatkov, Inštitut za fizikalno
kemijo, Poljska akademija znanosti, Varšava, Poljska
d Laboratorij za klinično biofiziko, Zdravstvena fakulteta, Univerza v Ljubljani,
Ljubljana, Slovenija
Pomembni cilj v biologiji kot tudi v biofiziki je razumevanje mehanizmov, ki
določajo strukturo in obliko bioloških membran, in z njimi povezanih celičnih
procesov, ki so ključnega biološkega pomena (npr. eksocitoza). Pokazali so, da lahko
na strukturne spremembe v membranah z orientacijsko urejenostjo vplivajo tudi
topološki defekti.
V našem delu smo teoretično preučevali spremembe oblik membrane in spremembe
v stabilnosti fuzijske pore v procesu eksocitoze pod vplivom topoloških defektov ob
predpostavki nematičnega orientacijskega reda komponent celične membrane. Obliko
membrane smo izračunali z minimizacijo njene upogibne energije.1, 2 Za določitev
stopnje orientacijske ureditve za dano membrano smo uporabili dvodimenzijski
Landau-de Gennes fenomenloški pristop.1, 2
Eksperimentalna opazovanja stabilnosti ekocitotske fuzijske pore in oblik membran
velikih fosfolipidnih enolamenarnih vesiklov so pokazala naslednje možne scenarije:
1) stabilizacija vratu/pore, 2) fisija ali odcepitev pore/hčerinske membrane od
starševske membrana in 3) popolna fuzija ali združitev starševske membrane z njenim
delom/poro. Pojavi se lahko tudi ponavljajočega se odpiranja in zapiranja vratu/pore.
Te spontane spremembe oblike membran lahko razložimo s tekmovanju med dvema
mehanizmoma: i) destabilizacijskim mehanizmom, ki se pojavi zaradi lokalnih
topoloških antidefektov v orientacijski urejenost na področju vratu/pore in ii)
mehanizemom stabilizacije, ki se pojavi zaradi kopičenja anizotropnih membranskih
komponent, ki so izpostavljene močni orientacijski urejenosti. Prevlada drugega
mehanizma lahko privede do močnih nihanj, ki lahko povzročijo šibkejše interakcije
med sosednjimi komponentami membrane, in posledično do fisije. Scenarij, ki se
dejansko izvrši, je odvisen od fizikalnih lastnosti molekul na področju vratu
membrane/fuzijske pore.
References
1
D. Jesenek, Š. Perutkova, W. Góźdź, V. Kralj-Iglič, S. Kralj and A. Iglič. Cell
Calcium 52, 277 (2012).
2
D. Jesenek, Š. Perutkova, W. Góźdź, V. Kralj-Iglič, A. Iglič and Samo Kralj,
poslano.
54
Optimalno ˇstevilo pigmentov v fotosintetskih
kompleksih
ˇ
Simon Jesenko, Marko Znidariˇ
c
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani
Transport elektronskih vzbuditev v fotosintetskih kompleksih ima pomembno
vlogo pri zaˇcetnih korakih fotosinteze. Pri absorpciji svetlobe se energija fotona
pretvori v energijo elektronske vzbuditve na pigmentni molekuli. Energija elektronske vzbuditve se nato preko vmesnih pigmentnih molekul prenese v reakcijski
center, kjer se priˇcnejo odvijati kemijski procesi, pri katerih se ta energija veˇze v
konˇcne produkte fotosinteze. Transport elektronskih vzbuditev od mesta absorpcije
do reakcijskega centra je predmet raziskav ˇze kar nekaj desetletji, v zadnjem ˇcasu
pa so veliko aktivnosti na tem podroˇcju vzpodbudili eksperimentalni rezultati 2D
elektronske spektroskopije, ki kaˇzejo na dolgo trajanje elektronskih koherenc v razliˇcnih fotosintetskih kompleksih, in sicer tudi pri sobnih temperaturah. Meritve so
bile dokaj presenetljive, pri normalnih temperaturah delovanja bi namreˇc v bioloˇskih
sistemih priˇcakovali, da kvantna narava procesa ni izrazita.
Meritve so spodbudile mnoˇzico teoretiˇcnih raziskav, ki so obravnavale morebitno
funkcionalno vlogo kvantnih uˇcinkov pri transportu elektronskih vzbuditev. Izkazalo
se je, da lahko ti uˇcinki izrazito pripomorejo k transportu vzbuditev. Prav tako lahko
k uˇcinkovitosti transporta prispeva tudi interakcija pigmentnih molekul z okolico.
Obravnava razliˇcnih fotosintetskih pigmentov v naravi daje slutiti, da je narava
izrabila omenjene mehanizme za izboljˇsanje uˇcinkovitosti procesa fotosinteze.
V naˇsem delu obravnavamo vpraˇsanje optimalnega ˇstevila pigmentnih molekul
v danem fotosintetskem kompleksu. Veˇcje ˇstevilo pigmentnih molekul v kompleksu
privede do manjˇsih razdalj in moˇcnejˇsih interakcij med posameznimi molekulami ter
poslediˇcno do hitrejˇsega in bolj uˇcinkovitega transporta. Po drugi strani pa prekrivanje pigmentnih molekul privede do nereda v energijah vzbuditev na posamezni
molekuli, kar zmanjˇsuje uˇcinkovitost transporta. Pri optimalnem ˇstevilu pigmentov
oba nasprotujoˇca si uˇcinka dasta najveˇcjo uˇcinkovitost transporta.
Dinamiko v modelu smo opisali z Lindbladovo enaˇcbo, ki je dovolj enostavna za
statistiˇcno obdelavo velikega ˇstevila razliˇcnih konfiguracij fotosintetskih kompleksov,
hkrati pa lahko opiˇse tudi nekatere kvantne znaˇcilnosti dinamike. Optimalno ˇstevilo
pigmentov smo doloˇcali z opazovanjem povpreˇcne uˇcinkovitosti nakljuˇcnih konfiguracij fotosintetskih kompleksov v izbranem volumnu. Kot dodatni kriterij smo
opazovali tudi robustnost transporta na majhne spremembe konfiguracije. Rezultati
kaˇzejo, da velik deleˇz konfiguracij pigmentnih molekul privede do uˇcinkovitega in robustnega transporta vzbuditev, ˇce je ˇstevilo pigmentnih molekul ustrezno izbrano.
Primerjava rezultatov s strukturami fotosintetskih kompleksov v naravi kaˇze dobro ujemanje dejanskega ˇstevila pigmentov s teoretiˇcno napovedanim optimalnim
ˇstevilom pigmentov.
55
Električne, magnetne in termične lastnosti kompleksne kovinske
spojine δ-FeZn10
P. Koželj1, S. Jazbec1, Z. Jagličić2, M. Feuerbacher3, J. Dolinšek1,4
1
Institut Jožef Stefan & Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko; Ljubljana, Slovenija
Institut za matematiko, fiziko in mehaniko & Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo;
Ljubljana, Slovenija
3
Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, Jülich D-52425, Nemčija
4
EN-FIST center odličnosti, Dunajska 156, 1000 Ljubljana
2
Šele najmodernejše metode gojenja kristalnih vzorcev ter analize fizikalnih lastnosti nam
omogočajo resno eksperimentalno delo s kompleksnimi kovinskimi spojinami [1], tj.
razredom kovinskih spojin, katerih osnovne celice vsebujejo od nekaj deset do nekaj tisoč
atomov. Cilj raziskave [2] je bil določiti električne, magnetne in termične lastnosti pred
kratkim odkrite zlitine δ-FeZn10 [3]. Preučevana zlitina ima tipične strukturne lastnosti
kompleksnih kovinskih spojin - gigantsko osnovno celico s 556 atomi, na nivoju atomov je
njena struktura podobna (ikozaedričnim) kvazikristalom z atomskimi gručami ikozaedrične
simetrije, vsebuje delno zasedena kristalografska mesta in naključno orientirane skupke
atomov. Majhno električno in toplotno prevodnost δ-FeZn10 pojasni naravna neurejenost
zaradi delno zasedenih mest in naključnih orientacij. Tudi kompleksna elektronska struktura,
ki se kaže v nasprotnih predznakih termoelektrične moči in Hallovega koeficienta, je
posledica kompleksne zgradbe. Faza δ-FeZn10 je paramagnetna do najnižje eksperimentalne
temperature 2 K, opazili pa smo tudi močno sklopitev spinov antiferomagnetnega tipa. Na
podlagi meritev specifične toplote je mogoče sklepati o nastanku skupkov lokalno urejenih
magnetnih momentov, kar nakazuje, da bi pod našo najnižjo mersko temperaturo lahko prišlo
do faznega prehoda v globalno urejeno magnetno stanje. Magnetoupornost materiala je znatna
in znaša 1,5 % pri temperaturi 2 K v
magnetnem polju 9 T. Sprememba
električne upornosti s temperaturo je
majhna, med 2 K in 300 K znaša le
7 %, pri čemer se pri približno 220 K
nahaja vrh električne upornosti.
Nemonotono obliko temperaturne
odvisnosti upornosti lahko natančno
opišemo v okviru teorije počasnih
nosilcev naboja, ki opisuje snovi s
šibko disperzijo elektronskih pasov segrevanje lahko povzroči prehod
gibanja elektronov iz balističnega v
difuzijski režim, kar pa pomeni, da
Slika: Odvisnost magnetoupornosti ∆ρ / ρ =
električna upornost neha naraščati s
[ ρ( B) − ρ(0)] / ρ(0) od gostote magnetnega polja pri nekaj
temperaturo in začne padati.
različnih temperaturah
[1] K. Urban in M. Feuerbacher. J. Non-Cryst. Solids 334–335, 143 – 150 (2004).
[2] S. Jazbec, P. Koželj, S. Vrtnik, Z. Jagličić, P. Popčević, J. Ivkov, D. Stanić, A. Smontara, M. Feuerbacher, in
J. Dolinšek. Phys. Rev. B 86, 064205 (2012).
[3] C. H. Belin in R. C. Belin. J. Solid State Chem. 151(1), 85 – 95 (2000).
56
Prehod med kovino in izolatorjem v zeolitih
Andraž Krajnc1, Peter Jeglič1,2, Denis Arčon1,3, Mutsuo Igarashi4
1
Institut »Jožef Stefan«, Ljubljana, Slovenija
EN-FIST center odličnosti, Ljubljana, Slovenija
3
Univerza v Ljubljani, Slovenija
4
Gunma National College of Technology, Gunma, Japonska
2
Zeoliti so nanoporozni materiali s periodično strukturo nanokletk, ki jih sestavljajo
kovalentno vezani atomi aluminija, silicija in kisika. Primer zeolita je prikazan na Sliki
1. Z ustreznimi metodami je mogoče omenjene nanokletke napolniti z različnimi
atomi, kar lahko znatno spremeni elektronske lastnosti zeolitov. Tako imajo denimo
nekateri zeoliti, ki so napolnjeni z alkalnimi kovinami, feromagnetni prehod [1],
antiferomagnetni prehod [2], ali pa prehod med kovino in izolatorjem [3]. Slednji so
bili predmet našega raziskovanja. Zeoliti LSX, to so zeoliti z majhno vsebnostjo
silicija, so pri zmernem polnjenju z natrijem nemagnetni izolatorji. Pri večji vsebnosti
natrija pa upornost opazno pade, obenem pa se pojavi paramagnetizem [3]. Avtorji
prehod med izolatorjem in kovino v zeolitu LSX razložijo v okviru fizike polaronov [3].
Raziskovanja mikroskopskih lastnosti zeolitov LSX smo se lotili z metodo jedrske
magnetne resonance (NMR), s katero smo določili položaj in dinamiko 23Na jeder [4].
Obenem smo lahko izmerjeno temperaturno odvisnost 23Na spektrov NMR in
spinsko-mrežnega relaksacijskega časa interpretirali v okviru predlaganega
polaronskega modela. Te ugotovitve so pomembne za nadaljnje raziskave
prevodnosti v zeolitih LSX, napolnjenih z večjimi kalijevimi atomi, saj imajo ti že pri
manjši vsebnosti kalija kovinske lastnosti.
Slika 1. Shematski prikaz strukture zeolitov, ki smo jih preučevali. Majhni krogci s
plusom označujejo mesta, kamor se lahko vežejo kationi.
[1]
[2]
[3]
[4]
Y. Nozue, T. Kodaira, T. Goto, Phys. Rev. Lett. 68, 3789 (1992).
V. I. Srdanov, G. D. Stucky et al., Phys. Rev. Lett. 80, 2449 (1998).
Y. Nozue et al., sprejeto v J. Phys. Chem. Solid.
M. Igarashi, A. Krajnc, P. Jeglič, D. Arčon et al., članek je v pripravi.
57
Osnovna stanja enoslojnega epitelijskega tkiva Matej Krajnc1,3, Nick Štorgel1,3, Ana Hočevar Brezavšček2,3 in Primož Ziherl1,3 1Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Jadranska 19, SI-­1000 Ljubljana 2The Rockefeller University, 1230 York Avenue, New York, NY 10065, ZDA 3 Institut Jožef Stefan, Jamova 39, SI-­1000 Ljubljana V preprostem mehaničnem modelu pripišemo celicam v epitelijskem tkivu le površinsko energijo, izhajajočo iz napetosti celičnega korteksa in iz adhezijske energije. Celice enoslojnega epitelija imajo 3 vrste stranic – bazalne, lateralne in apikalne –, od katerih je za vsako značilna drugačna površinska napetost. Z 2D inačico tega diskretnega modela opišemo nastanek ventralne brazde pri vinski mušici. Z minimizacijo energije raziščemo fazni diagram preseka diagram preseka embrionalnega epitelija in pokažemo, da vsebuje tako okrogle kot brazdaste oblike. Posebnost predlaganega scenarija je, da napoveduje nastanek brazde tudi v odsotnosti diferenciacije celic. Model uporabimo še za opis neskončnega ravnega epitelija. Numerično dobljena osnovna stanja so pri majhni in pri veliki diferencialni napetosti ravna, sicer pa valovita. Naposled predstavimo kontinuumsko teorijo, zasnovano na diskretnem modelu. Ta med drugim vsebuje sklopitev med upogibom in debelino tkiva, ki pojasni nekatere podrobnosti oblike valovitih stanj. 58
Naslov prispevka: Magneto-electron states of non-interacting electrons with
strong spin-orbit coupling on a ring
Avtor: Ambrož Kregar in Anton Ramšak
Povzetek:
Sklopitev spin tir v polprevodnikih je pojav, ko se zaradi posebnih simetrijskih
lastnosti kristala v elektronskem hamiltonianu pojavijo členi, sorazmerni s produkti
komponent spina elektrona in njegove gibalne količine. Rashbove sklopitev je tip
sklopitve, ki ga zaradi strukturne inverzijske asimetrije najdemo na stikih dveh različnih
polprevodnikov v heterostrukturah, zaradi možnosti kontroliranja jakosti sklopitve z
zunanjim električnim poljem pa se tovrstni tip sklopitve kaže kot resen kandidat za
praktično uporabo v spintronskih napravah.
V prispevku obravnavamo lastnosti elektrona na obroču v prisotnosti magnetnega
pretoka in Rashbove sklopitve. Na začetku predstavimo pravilno izpeljavo hamiltoniana
za zvezen obroč, ki je zaradi rotacijske simetrije problema in prisotnosti sklopitve spin-tir
netrivialna. V nadaljevanju vpeljemo unitarno transformacijo hamiltoniana, ki omogoča
enostavno rešitev Schrödingerjeve enačbe za zunanji potencial, neodvisen od spina
elektrona. Metodo uporabimo za rešitev elektrona na periodičnem potencialu, ki ga
modeliramo z delta funkcijami, in rešitev preslikamo v drugo kvantizacijo, kar nam
omogoči reševanje problema več elektronov.
Posebej se osredotočimo na problem obroča s štirimi mesti, ki predstavlja
modelski sistem za preučevanje lastnosti kvadratne kvantne pike z dvema elektronoma.
Ugotovimo, da lahko vpliv Rashbove sklopitve opišemo kot dodatni efektivni magnetni
pretok skozi obroč, kar nam omogoča enostavno spreminjanje energije singletnih in
tripletnih stanj zgolj z uporabo zunanjega električnega polja.
59
Raziskave faznega prehoda iz nematske v smektično A fazo v tekočekristalnih
elastomerih s pomočjo kalorimetrije visoke ločlivosti
Marta Lavrič1,*, George Cordoyiannis1,2, Dominic Kramer31, Ioannis Lelidis4, Heino Finkelmann3 and
Zdravko Kutnjak
1 Odsek za fiziko trdne snovi, Inštitut Jožef Stefan, 1000 Ljubljana, Slovenija
2 EN FIST Center odličnosti, 1000 Ljubljana, Slovenija
3 Institut für Makromolekulare Chemie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79104 Freiburg, Germany
4 Physics Department, University of Athens, 15784 Athens, Greece
Narava faznega prehoda v tekočih kristalih iz nematske v smektično A fazo je bila mnogo let predmet
intenzivnih raziskav in različnih mnenj. V prvih modelih so izračunali, da se prehod N-SmA spreminja
preko trikritične točke iz prehoda prvega reda v prehod drugega reda glede na moč sklopitve med
nematskim in smektičnim ureditvenim parametrom. Kasneje so Halperin, Lubensky and Ma napovedali,
da je ta fazni prehod vedno šibek prehod prvega reda kot rezultat sklapljanja med fluktuacijami
nematskega direktorja in smektičnim ureditvenim parametrom [1]. To so dokazala tako dinamična [2,3]
kot tudi nedavna statična merjenja [4].
V sistemih mehke snovi ima naključni nered več vplivov na obnašanje faznega prehoda. V primeru
smektičnih tekočekristalnih elastomerov (TKE) zaradi zamreževalcev nastaneta dve tekmovalni težnji.
Dušenje fluktuacij odmika plasti poveča smektično urejanje, medtem ko ga naključni nered uniči [5]. Zato
raziskava N-SmA faznega prehoda predstavlja izziv tako za teoretične raziskave kot za eksperimentalne.
Predstavili bomo rezultate, ki smo jih pridobili s pomočjo merjenja ac-kalorimetrije visoke ločljivosti
preko N-SmA faznega prehoda TKE sestavljenih iz različnih mesogenih elementov in različno gostoto
zamreževalcev. Vsi vzorci so bili TKE s stranskimi verigami in monodomenski. Čeprav je N-SmA prehod
oster za vzorce z nizko gostoto zamreževalcev, so bili v vseh pomerjenih vzorcih prehodi zvezni. Pri
velikih gostotah zamreževalcev je prehod N-SmA močno dušen in sistem je v para-smektičnem režimu, tj.
kaže razmazan in širok prehod iz izotropne v smektično fazo. Rezultate bomo primerjali v okviru
predhodnih teoretičnih [5] in eksperimentalnih raziskav [6].
Reference:
[1] B.I. Halperin, T.C. Lubensky, S.K. Ma , Phys. Rev. Lett., 32, 292 (1974).
[2] A. Yethiraj and J. Bechhoefer, Phys. Rev. Lett. 84, 3642 (2000).
[3] I. Lelidis, Phys. Rev. Lett., 86, 7 (2001).
[4] G. Cordoyiannis, C.S.P. Tripathi, C. Glorieux, J. Thoen, Phys. Rev. E, 82, 031707 (2010).
[5] P.D. Olmsted and E.M. Terentjev, Phys. Rev. E, 53, 2444 (1996).
[6] W. de Jeu, B.I. Ostrovskii, D. Kramer, H. Finkelmann, Phys. Rev. E, 83, 041703 (2011).
_____________________________________________
* presenting author; E-mail: marta.lavric@ijs.si
60
ˇ
DIELEKTRICNI
PREBOJ MOTTOVEGA IZOLATORJA
Zala Lenarˇciˇc1 in Peter Prelovˇsek1,2
1
2
Institut Joˇzef Stefan, Ljubljana, Slovenija
Fakulteta za matematiko in fiziko, Ljubljana, Slovenija
Eksperimentalni rezultati odziva Mottovega izolatorja na moˇcno zunanje elektriˇcno
polje so zadnje desetletje vzpodbudili ˇstevilna razliˇcna teoretiˇcna razmiˇsljanja k iskanju
pravilne razlage. Pri tem se je veˇckrat omenjal koncept Landau-Zenerjevega tuneliranja
med sosednjima nivojema kot moˇzen scenarij. Naˇs prispevek je bil v obravnavi najpreprostejˇsega – skoraj polariziranega Mottovega izolatorja. Osrednji rezultat – odvisnost mejnega polja Fth karakteristiˇcnega za preboj od energijske razlike ∆ med osnovnim izolatorskim in vzbujenimi stanji - je pokazal na odstopanje od napovedi Landau-Zenerjevega tuneliranja. Slednji napoveduje odvistnost Fth ∝ ∆2 medtem, ko je naˇs rezultat Fth ∝ ∆3/2 .
Nadaljna numeriˇcna analiza je pokazala, da odvisnost ostaja kvalitativno enaka tudi pri
izolatorjih z manjˇso magnetizacijo, kar kaˇze na enako osnovno sliko preboja [1].
Prednost v pristopu preko skoraj popolnoma polariziranega izolatorja je v ˇcistosti in
ˇ spekter energijskih stanj, ki je za razliko od nepolariziranega
preglednosti problema. Ce
primera v celoti poznan, smiselno aproksimiramo lahko pridemo celo do analitiˇcnega izraza za Fth (∆). Poleg tega je tudi slika preboja jasna. Elektriˇcno polje povzroˇci nastajanje
efektivnih nosilcev naboja, t.i. holonov in dublonov, katerih odziv na polje lahko opazimo
kot tok. Hitrost nastajanja teh nosilcev je v skoraj polariziranem sistemu v smiselnih
aproksimacijah analitiˇcno izraˇcunana.
V sistemih z manjˇso magnetizacijo je ˇstevilo efektivnih nosilcev naboja veˇcje, ampak
vsaj pri majhnih gostotah izgleda, da nastajajo v parih, ki skoraj ne interagirajo med
seboj in zato sledijo principu razpada skoraj polariziranega izolatorja. Osnovni principi
pa so tisto, kar teorija vedno poskuˇsa najti.
[1] Z. Lenarˇciˇc, P. Prelovˇsek, Phys. Rev. Lett. 108, 196401 (2012).
61
Meritve superprevodnih fluktuacij nad kritično temperaturo z večsunkovno
optično femtosekundno spektroskopijo.
Povzetek
Nad kritično temperaturo se šibek prispevek k fotoinducirani reflektivnosti zaradi
superprevodnih fluktuacij težko loči od prevladujočega prispevka, ki je posledica
elektronske relaksacije preko psevdoreže. Razvili smo novo trisunkovno metodo,
ki nam z detekcijo obnavljanja superprevodnih fluktuacij po fotoinduciranem
prehodu iz superprevodnega v normalno stanje omogoča ločitev obeh prispevkov.
Pri zmernem vzbujanju takšen prehod poteka brez sprememb psevdoreže zato
lahko zaznamo tudi prispevek šibke superprevodnosti nad kritično temperaturo.
V tem delu predstavljamo raziskave na poddopiranem Bi2Sr2CaCu2O8+d (BSCCO
2212) s kritično temperaturo 81 K. Superprevodne fluktuacije smo opazili do
temperature 102 K, ki je za 11 K višja od kritične optimalno dopiranih vzorcev,
tako da učinka ni mogoče pripisati lokalni nehomogenosti.
62
Funkcionalna povezanost celic beta iz Langerhansovih otočkov v tkivnih
rezinah trebušne slinavke miši
Andraž Stožer1, Marko Gosak2,3,4, Jurij Dolenšek1, Rene Markovič2, Matjaž Perc2, Marko Marhl2,3,
Marjan Slak Rupnik1,5, Dean Korošak4,6
1
Inštitut za fiziologijo, Medicinska fakulteta, Univerza v Mariboru
Oddelek za fiziko, Fakulteta za naravoslovje in matematiko, Univerza v Mariboru
3
Pedagoška fakulteta, Univerza v Mariboru
4
Fakulteta za gradbeništvo, Univerza v Mariboru
5
CIPKeBiP - Center odličnosti za integrirane pristope v kemiji in biologiji proteinov, Ljubljana
6
CAMTP - Center za uporabno matematiko in teoretično fiziko, Univerza v Mariboru
2
V zadnjem desetletju predstavlja teorija kompleksnih mrež zelo popularno in učinkovito orodje
za analizo strukture in delovanja najrazličnejših kompleksnih sistemov. V tej študiji se
osredotočimo na mrežno predstavitev celic beta iz Langerhansovih otočkov v trebušni slinavki.
Celice beta, katere predstavljajo prevladujoč tip celic v otočkih, proizvajajo in izločajo inzulin,
ki igra ključno vlogo pri uravnavanju koncentracije glukoze v krvi. Funkcionalno povezanost
določimo na podlagi korelacij med eksperimentalno izmerjenimi kalcijevimi signali v celicah
beta, kot je shematsko prikazano na sliki 1. Kalcijeva dinamika je posneta in situ s
konfokalnim mikroskopom z laserskim skenerjem, s čimer je omogočena tudi pridobitev
informacije o položajih posameznih celic. Analiza nastalih mrež razkrije, da se v različnih
fazah stimulacije njihova struktura in doseg interakcij znatno razlikujejo. Poleg tega se izkaže,
da so v funkcionalni mreži med celicami beta izražene lastnosti mreže malega sveta, kar je
značilno tudi za številne druge realne sisteme. V študiji preučujemo tudi ranljivost mreže ob
naključnem in ciljnem odstranjevanjem celic. Izkaže se, da je mreža mnogo bolj občutljiva na
ciljno odstranjevanje. Pri naključnem odstranjevanju je namreč delež odstranjenih celic, pri
katerem mreža še ohranja svojo integriteto, približno dvakrat večji kot pri ciljnem. To se zelo
dobro sklada z vzorcem zmanjševanja mase celic beta pri sladkorni bolezni, kjer je ob
kliničnem pojavu sladkorne bolezni tipa 1, zmanjšanje mase celic beta približno dvakrat večje
kot pri sladkorni bolezni tipa 2, kar daje misliti, da so pri sladkorni bolezni imunološko
pogojeni napadi bolj naključni, pri sladkorni bolezni tipa 2 pa bi lahko bile najprej prizadete v
funkcionalnem smislu najbolj obremenjene celice. Naše ugotovitve predstavljajo nova
spoznanja o zvezi med strukturo in funkcionalno organiziranostjo Langerhansovih otočkov
tako v fizioloških kakor tudi v patoloških pogojih.
Slika 1. Shematski prikaz metodologije ekstrakcije vzorcev funkcionalne povezanosti med beta
celicami iz izmerjenih kalcijevih signalov.
63
Spontani zlom supersimetrije preko radiacijskih popravkov
Standardni model elektroˇsibke in moˇcne interakcije je efektivna teorija vseh sil med osnovnimi
delci pri nizkih energijah razen gravitacije. Je umeritvena teorija z umeritveno grupo SU (3)C ×
SU (2)L × U (1)Y in s spontanim zlomom elektroˇsibke simetrije (SU (2)L × U (1)Y −→ U (1)em )
na elektroˇsibki skali MW ∼ 102 GeV preko Higgsovega mehanizma. Model uspe pri dosegljivih
energijah z dovolj majhnim ˇstevilom prostih parametrov opisati interakcije 3 generacij gradnikov
materije s spinom 1/2 (kvarkov in leptonov), nosilcev sil s spinom 1 (umeritvenih bozonov) in
Higgsovega polja s spinom 0. Kljub izjemnemu fenomenoloˇskemu uspehu v zadnjih desetletjih
v fiziki visokih energij, pa doloˇcene teˇzave kaˇzejo na obstoj neke nove fizike izven standardnega
modela.
Eden bolj obetavnih predlogov nadgradnje Standardnega modela je ideja velikega poenotenja
moˇcne, ˇsibke in elektromagnetne interakcije na neki visoki energijski skali MGU T ∼ 1016 GeV. Nad
njo je Lagrangian teorije invarianten pod neko veˇcjo umeritveno simetrijsko grupo G, ki vsebuje
Standardni model kot svojo podgrupo. Pod njo pa je umeritvena grupa poenotenja G spontano
zlomljena v Standardni model preko Higgsovega mehanizma G −→ SU (3)C × SU (2)L × U (1)Y .
Druga pomembna sestavina naˇsega dela pa je uporaba supersimetrije, ki je edina mogoˇca
posploˇsitev Poincar´ejeve simetrije (Lorentzovih transformacij in translacij) in notranjih (umeritvenih in globalnih) simetrij. Supersimetriˇcne transformacije meˇsajo bozonske in fermionske
prostostne stopnje. Uporaba supersimetrije v fiziki delcev je motivirana s poenotenjem drseˇcih
sklopitvenih konstant, ki se spreminjajo z energijsko skalo v skladu z enaˇcbami renormalizacijske grupe, pri neki visoki energiji. Poleg tega supersimetrija pri nizkih energijah reˇsuje problem
hierarhije in lahko ponudi naravnega kandidata za temno snov v vesolju.
Toda eksperimenti kaˇzejo, da je supersimetrija, ˇce ˇze obstaja, zlomljena in nepoznan mehanizem njenega zloma je izvor mnogih teˇzav v tovrstnih modelih. Spontano zlomiti supersimetrijo
(kar pomeni, da je Lagrangian teorije invarianten na supersimetriˇcne transformacije, medtem ko
vakuumsko stanje, ki je v principu lahko tudi le metastabilno, ni) je namreˇc mnogo teˇzje kot
zlomiti umeritveno simetrijo.
Naˇs cilj je bil zgraditi perturbativen supersimetriˇcen umeritveni model brez umeritvenih singletnih polj, v katerem sta umeritvena simetrija in supersimetrija spontano zlomljeni v istem
sektorju superpotenciala. Brez umeritvenih singletov so vakuumska stanja, ki zlomijo supersimetrijo, nujno metastabilna in zatorej mora biti njihova ˇzivljenjska doba daljˇsa od starosti vesolja.
ˇ
Zeleli
smo tudi ohraniti nedotaknjeno poenotenje sklopitvenih konstant iz minimalnega supersimetriˇcnega standardnega modela (MSSM), katero bi lahko ogrozila potencialna pojavitev novih
lahkih stanj v teoriji. V naˇsem delu smo uspeli pokazati, da je mogoˇce soˇcasno zlomiti umeritveno
simetrijo in supersimetrijo preko radiacijskih popravkov, torej preko Coleman-Weinbergovega
efektivnega potenciala, kjer je supersimetrija zlomljena na nivoju ene zanke (enaˇcbam gibanja
ni zadoˇsˇceno v drevesnem redu, ampak ˇsele na nivoju ene zanke). Ustrezna izbira parametrov
superpotenciala inducira lokalni minimum, ki zlomi supersimetrijo, v efektivnem potencialu za
umeritveno ne-singletno polje, v obmoˇcju kjer je potencial v drevesnem redu skoraj raven. Pri
tem zlom supersimetrije prenesejo v MSSM sektor kvantne zanke s kiralnimi in umeritvenimi
polji. Ta mehanizem smo ilustrirali z eksplicitnim primerom SU(5) modela z enim samim poljem
v adjungirani upodobitvi. Tovrsten model se izkaˇze kot fenomenoloˇsko realistiˇcen, toda za ceno
doloˇcene uglasitve njegovih parametrov.
Avtor: Timon Mede
po ˇclanku: B. Bajc, S. Lavignac and T. Mede, JHEP 1207 (2012) 185 [arXiv:1202.2845 [hep-ph]].
1
64
Analiza Starkovega pojava z meritvijo pridelkov
atomov v metastabilnih stanjih
ˇ
A. Miheliˇc∗ , M. Zitnik,
K. Buˇcar
Institut Joˇzef Stefan, Jamova cesta 39, Ljubljana
Predstavljamo metodo, ki omogoˇca natanˇcno doloˇcitev jakosti zunanjih statiˇcnih elektriˇcnih (Starkov pojav) in magnetnih polj (Zeemanov pojav), pri katerih se energijski
nivoji atomskih stanj, ki jih med sabo sklaplja polje, pribliˇzajo, vendar se zaradi medsebojne interakcije ne sekajo (izogibaliˇsˇce, angl. avoided crossing). Pri omenjeni metodi
merimo odvisnost ˇstevila atomov v metastabilnih (dolgoˇzivih) stanjih, v katera preidejo
atomi iz viˇsjih vzbujenih stanj s sevalnimi prehodi, od jakosti zunanjega elektriˇcnega ali
magnetnega polja.
Metodo smo preskusili na atomih ˇzlahtenga plina helija v homogenem elektriˇcnem
polju, ki smo jih vzbujali z monokromatsko sinhrotronsko svetlobo iz osnovnega stanja
atoma (1s2 ) v stanja 1sn`, spremenjena zaradi vplivov polja. Vzbujena atomska stanja
razpadajo v kaskadah, z emisijo enega, dveh ali veˇc fotonov, dokler ne konˇcajo bodisi v
ˇ
stabilnem osnovnem stanju bodisi v metastabilnih stanjih 1s2s (slika 1). Stevilo
atomov
v metastabilnih stanjih za elektriˇcne poljske jakosti med 0 in 10 kV/cm smo izmerili z
mikrokanalno ploˇsˇcico. V izmerjenih pridelkih atomov opazimo ostre vrhove pri jakostih
polja, ki ustrezajo izogibaliˇsˇcem nivojev (slika 2). Predstavili bomo meritve atomskih
pridelkov, izvedene na trˇzaskem sinhrotronu Elettra, ter teoretiˇcne analize rezultatov.
normalizirani pridelek
meritev
izračun
absorpcija
emisija
Slika 1. Primer razpadne
kaskade za atome helija.
∗
električna poljska jakost (kV/cm)
Slika 2. Izmerjeni in izraˇcunani normalizirani
pridelek atomov helija v metastabilnih stanjih za
vzbuditev 1s2 → 1s6`.
elektronska poˇsta: andrej.mihelic@ijs.si
65
Search for new physics in B → D∗ τ ν¯τ decay
Svjetlana Fajfera,b1 , Jernej F. Kamenika,b2 and Ivan Niˇ
sandˇ
zi´
ca3
a
b
J. Stefan Institute, Jamova 39, P. O. Box 3000, 1001 Ljubljana, Slovenia
Department of Physics, University of Ljubljana, Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenia
Abstract
B physics offers important tests of the Standard Model at low energies. Recently, BaBar
observed significant deviations from the Standard Model expectations in the semileptonic B →
D(∗) τ ν¯τ decays. Also, the measured leptonic B → τ ν branching fraction also deviates from CKM
unitarity predictions. Motivated by these results we investigate the most general set of lowest
dimensional effective operators leading to modifications of b → c(u)τ ν transitions. Allowing for
general flavor violation, we find that among possible higher dimensional operators,the new contributions from right-right vector and right-left scalar quark currents provide viable explanations
of the measured anomalies. In addition, we identify a number of B → D ∗ τ ν¯τ transition observables that can discriminate among the various effective operators contributions. They are the
differential decay rate, longitudinal D∗ polarization fraction, D∗ opening angle asymmetry and
the τ helicity asymmetry.
References
[1] S.Fajfer, J.F.Kamenik and I.Nisandzic, arXiv:1203.2654 [hep-ph], Phys.Rev. D85 (2012) 094025
[2] S.Fajfer, J.F.Kamenik, I.Nisandzic and J.Zupan, arXiv:1206.1872 [hep-ph].
[3] BaBar Collaboration (J.P. Lees et al.), arXiv:1205.5442 [hep-ex], Phys. Rev. Lett. 109, 101802
(2012)
1
svjetlana.fajfer@ijs.si
jernej.kamenik@ijs.si
3
ivan.nisandzic@ijs.si
2
1
66
Absolutna določitev rentgenskega absorpcijskega koeficienta barija v
območju robov L
Alojz Kodre1,2, Jana Padežnik Gomilšek3, Robert Hauko3 in Iztok Arčon4,2,5
1
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani
2
Institut Jožef Stefan, Ljubljana
3
Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru
4
Univerza v Novi Gorici
5
Center odličnosti nizkoogljične tehnologije CO-NOT, Ljubljana
Absorpcijska spektrometrija z rentgensko svetlobo je zelo močno orodje strukturne
analize v preiskavah snovi. Številne žarkovne linije na sinhrotronih so namenjene posebej za
meritve XAFS – rentgenske absorpcijske drobne strukture. Vendar za strukturno analizo
zadošča relativna meritev absorpcijskega koeficienta. Absolutna meritev je znatno
zahtevnejša, ker terja odpravo ali vsaj zmanjšanje nekaterih sistematičnih napak, in se
dandanes izvaja redkeje. Za praktično uporabo na številnih področjih, predvsem v dozimetriji
in tomografiji, uporabljamo tabele absorpcijskega koeficienta za vse elemente, iz katerih
lahko izračunamo koeficient za poljubno snov z znano sestavo. Tabele vsebujejo večinoma
interpolirane teoretično določene podatke, primerjava z naborom izbranih eksperimentalnih
vrednosti pa služi le za oceno točnosti, ki je v razsežnih energijskih področjih gladkega
poteka ~ 2%, v območjih absorpcijskih robov pa tudi samo 20%, medtem ko se sami
teoretični modeli razhajajo do 10%. Zato so meritve v teh območjih še vedno aktualne.
Poglavitna eksperimentalna težava pri absolutni meritvi je zagotovitev homogene
plasti merjenca z ravno površino in natančno določeno debelino oziroma ploskovno gostoto.
Tipične debeline so v območju nekaj μm, tako da so za merjence primerni tanki lističi ali
naparjene oziroma napršene plasti. Debelino lahko povečamo z razredčitvijo vzorca, n.pr. z
raztapljanjem v primernih topilih. V zadnjem času je mogoče uporabiti za kemični inertna,
izjemno tanka, a čvrsta in malo absorbirajoča okenca silicijev nitrid z debelino 500 nm. Taka
okenca smo vgradili v standardno tekočinsko celico z mikrometrskim pomikom in dobili
idealno rentgensko absorpcijsko celico.
Novi pristop smo preskusili na bariju v v območju absorpcijskih robov L (5 – 6 keV)
na žarkovni liniji C na sinhrotronu DORIS (DESY) v Hamburgu. Izmerili smo absorpcijske
spektre za različne debeline raztopine Ba(NO3)2 in čiste vode v območju med 100 in 500 μm.
Z enovito variacijsko analizo vseh izmerjenih vrednosti smo rekonstruirali natančno debelino
posameznih plasti in preverili eksponentno pojemanje prepustnosti z debelino plasti, s čimer
smo odpravili poglavitno sistematično napako zaradi drugobarvnih primesi v enobarvnem
curku svetlobe.
Napako rezultatov ocenjujemo na 2%, od česar prispeva polovico negotovost
kemijskih podatkov. Absorpcijski koeficient vode, izmerjen kot pomožna količina, je brez
kemijske negotovosti: tabelirane vrednosti odstopajo bistveno več, kot je njihova objavljena
negotovost.
Delo sta finančno podprli Agencija za raziskovalno dejavnost RS in Evropska skupnost v 7.
okvirnem programu CALIPSO (grant agreement n° 312284). Raziskovalni center Hasylab
(DESY) je omogočil eksperiment.
67
Magnetooptična časovno-ločljiva raziskava dinamike spinov Eu2+ v pniktidnih superprevodnikih
EuFe2(As1-xPx)2
A.Pogrebna,1 I.Vaskivskyi,1 Z. A. Xu,3 T.Mertelj,1 D.Mihailovic1,2
1
Odsek za kompleksne Snovi, Institut Jožef Stefan, Jamova 39, SI-1000 Ljubljana, Slovenija
2
Center odličnosti nanoznanosti in nanotehnologije– Nanocenter (CENN Nanocenter), Jamova 39, SI1000 Ljubljana, Slovenija
3
Department of Physics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, People’s Republic of China
Povzetek
Predstavljamo femtosekundno časovno ločljivo (magneto)optično spektroskopsko raziskavo
pniktidnega superprevodnika EuFe2(As0.7P0.3)2 (EFAP) in nedopiranega nesuperprevodnega EuFe2As2
(EFA) v magnetnem polju v Voightovi geometriji. V obeh primerih smo opazili počasno anizotropno
fotoinducirano relaksacijsko komponento, ki se pojavi sočasno z ureditvijo spinov Eu2+. Presenetljivo
je, da odziv močan v diagonalnih komponentah dielektričnega tenzorja ter šibek v nediagonalnih.
Obnašanje počasne relaksacijske komponente v magnetnem polju v superprevodnem EFAP se
razlikuje od obnašanja v nesuperprevodnem EFA. V EFA smo opazili preklop anizotropije z
naraščajočim magnetnim poljem, ki je povezana s preklopom med antiferomagnetno in
feromagnetno fazo. V superprevodnem EFAP pa smo opazili močne koherentne oscilacije magnonov
pri podobnem metamagnetnem prehodu. Oscilacije niso prisotne v magnetooptičnem Kerrovem
pojavu, kar kaže na sklopitev med spinskimi prostostnimi stopnjami Eu2+ in nabojem.
Reference:
[1] Zhi Ren et al. Phys. Rev. B 78. 052501 (2008)
[2] S.Zapf et al. Phys.Rev. B 84, 140503(R) (2011)
[3] Z. Guguchia et al. Phys. Rev. B 84, 144506 (2011)
68
Koloidi, fluidika, topologija in fotonika v kompleksnih
nematskih tekočinah
M. Ravnik1,2 in S. Žumer1,2,3
1
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Jadranska 19,
Ljubljana, SI // miha.ravnik@fmf.uni-lj.si
2
Center odličnosti NAMASTE, Jamova 39, Ljubljana, SI
3
Institut Jožef Stefan, Jamova 39, Ljubljana, SI
Kompleksne tekočine so materiali, ki zaradi svoje posebne mikroskopske strukture –
orientacijskega in možnega pozicijskega reda- omogočajo posebne in velikokrat
neprimerljive materialne lastnosti ter odzive na zunanja električna, magnetna, mehanska ali
optična polja. Opazijo se pojavi, kot so molekularni spomin [1], kompleksna
transformacijska optika - “t.i. nevidnost” [2], optično zapisovanje molekularnih vzorcev –
npr. toronov [3] in tvorba kompleksnih kiralnih mrež Skyrmionov [4].
V tem prispevku bomo predstavili nekatere izbrane teme, ki jih obravnavamo z računsko
intenzivnim numeričnim modeliranjem in teorijskimi pristopi v naši skupini za fiziko
mehkih in delno urejenih snovi na FMF UL. (i) S prevezovanjem topoloških defektnih linij
v nematskih koloidih smo kot prvi ustvarili in nadzorovali poljubne mikro-vozle in vezi
[5]. (ii) Za ograjene nematske tekočine –npr kapljice- smo pokazali, da omogočajo
zanimive elektro-magnetne optične odzive, kot so Whispering Gallery Modes [6]. (iii)
Pokazali smo samo-sestavljanje 3D koloidnih kristalov v t.i. holesteričnih modrih fazah
[7]. (iv) Za koloidne mikro-ploščice smo odkrili, da omogočajo zanimiv način zlaganja v
pokritja z različno kristalno ali celo kvazikristalno simetrijo. (v) Z vplivanjem na
orientacijski red nematskih tekočin smo pokazali, da lahko nadzirano nastavljamo tokovne
vzorce v mikrofluidnih kanalih. Opisane teme odpirajo nova nerazumljena vprašanja, ki
segajo tudi med svetovno vroče izzive raziskav v fiziki mehkih materialov.
[1] T. Araki, M. Buscaglia, T. Bellini in H. Tanaka, Nat. Mater. 10, 303 (2011).
[2] A. B. Golovin, O. D. Lavrentovich, Appl. Phys. Lett. 95, 254104 (2009)
[3] I. I. Smalyukh, Y. Lansac, N. A. Clark in R. P. Trivedi, Nat. Mater. 9, 139 (2010).
[4] J. Fukuda in S. Žumer, Nature Commun. 2, 246 (2011).
[5] U. Tkalec, M. Ravnik, S. Čopar, S. Žumer in I. Muševič, Science 333, 62 (2011).
[6] M. Humar, M. Ravnik, S. Pajk, I. Musevic, Nat. Photon 3, 595-600 (2009).
[7] M. Ravnik, G. P. Alexander, J. M. Yeomans, and S. Žumer, PNAS 108, 5188 (2011)
69
Frekvenčno podvajanje svetlobe v periodično moduliranih AlxGa1-xN tankih filmih
M. Rigler1, M. Zgonik1,2, M. Hoffman3, R. Collazo3, Z. Sitar3
1
Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani, Jadranska 19, 1000 Ljubljana,
Slovenija
2
Inštitut Jožef Stefan, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenija
3
Department of Materials Science and Engineering, North Carolina State University,
Campus Box 7919, Raleigh, NC 27695-7919, ZDA
Razvoj laserskih izvorov v ultravijoličnem (UV) območju svetlobe prinaša številne izzive kot
so visok prag črpanja, pomanjkanje materialov, ki so prozorni v UV območju, zelo visoka
občutljivost na defekte v kristalu, itd. Novejše raziskave na področju III-nitridnih
polprevodnikov so pokazale velik napredek pri uporabi GaN in AlN materialov za nelinearno
frekvenčno podvajanje svetlobe v modrem in UV območju.
III-nitridni materiali so polprevodniki s široko energijsko režo med 3,5 in 6,5 eV.
Energijsko režo lahko zvezno spreminjamo med obema omenjenima vredostnima, če
spreminjamo razmerje med Al in Ga. GaN je za svetlobo prozoren med 13,6 µm do 365 nm,
medtem ko AlN ostane prepusten do 200 nm. Zaradi prozornosti v tako širokem valovnem
območju se lahko AlxGa1-xN uporablja za frekvenčno podvajanje svetlobe od daljnega IR
območja do daljnega UV območja.
Pri eksperimentih s podvajanjem frekvence je ključno ujemanje faze med osnovno in
frekvenčno podvojeno svetlobo. Najbolj preprosta in učinkovita metoda ujemanja faze je
izenačevanje faze s pomočjo dvolomnosti, ki pa v primeru AlxGa1-xN kristalov − z majhno
dvolomnostjo in izrazito velikim le enim nelinearnim koeficientom d33 − ni primerna. Kvazi
ujemanje faze pa je metoda, ki uporabi periodično modulacijo nelinearnega koeficienta v
kristalu. S tem poskrbi za relativno ujemanje faze v periodičnih intervalih, ne da bi se pri tem
ujemali fazni hitrosti osnovne in podvojene svetlobe. V našem primeru gojimo tanke plasti
kristala v obliki trakov, kjer se na meji med sosednjima trakovoma orientacija c-osi obrne za
180 stopinj.
AlxGa1-xN gojimo na safirju v Ga-polarni (c+) ali N-polarni (c–) smeri. Smer rasti
kristala je pogojena s pripravo substrata. AlxGa1-xN v Ga-polarni smeri je gojen na do
določene temperature segreti nukleacijski plasti ali pa na safirju, ki je bil pred tem obdelan s
H2. V N-polarni smeri pa AlxGa1-xN zraste na safirju, ki je predhodno obdelan z dušikom.
Disperzijo lomnih količnikov v AlxGa1-xN tankih filmih obeh polarnosti je potrebno
natančno poznati, saj je koherenčna dolžina ene modulacije kristala pri kvazi ujemanju faze
funkcija lomnega količnika. Z metodo sklapljanja svetlobe v valovod s pomočjo prizme smo v
smo izmerili disperzijo rednega in izrednega lomnega količnika pri štirih valovnih dolžinah
(457,9, 532, 632,8 in 1064 nm) za obe polarnosti AlxGa1-xN tankih filmov z deležem Al med
x=0 in x=0,3. Ugotovili smo, da obstaja majhna razlika med lomnimi količniki pri obeh
polarnostih AlxGa1-xN, ki postaja bolj izrazita pri daljših valovnih dolžinah.
Viri:
H. Morkoc, Nitride Semiconductors and Devices (Springer, New York, 1999).
S. Mita, R. Collazo, and Z. Sitar, Journal of Crystal Growth 311, 3044 (2009).
N.A. Sanford, L.H. Robins, A.V. Davydov, A. Shapiro, D.V. Tsvetkov, A.V. Dmitriev, S.
Keller, U.K. Mishra, and S.P. DenBaars, Journal of Applied Physics 94, 2980 (2003).
70
Novi mehki magnetoelektrični material: mešanica feroelektričnega tekočega kristala in
feromagnetnih nanodelcev
B. Rožič 1,2, M. Jagodič 3,4, S. Gyergyek 1, G. Cordoyiannis 4, Z. Jagličić 3, S. Kralj 5,
Z. Kutnjak 1,2
1
Institut Jožef Stefan, Jamova cesta 39, 1001 Ljubljana, Slovenija
Center Odličnosti NAMASTE, Jamova cesta 39, 1001 Ljubljana, Slovenija
3
Institut za matematiko, fiziko in mehaniko, Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenija
4
Center odličnosti EN-FIST, Dunajska 156, 1000 Ljubljana, Slovenija
5
Fakulteta za naravoslovje in matematiko, Koroška cesta 160, 2000 Maribor, Slovenija
2
brigita.rozic@ijs.si
Magnetoelektriki so v zadnjem času pritegnili veliko pozornosti znanstvenikov, predvsem
zaradi njihovih lastnosti kot npr. nadzor magnetnih lastnosti preko električnih in obratno, ter
zaradi njihove uporabe, npr. pri shranjevanju podatkov [1]. Znano je, da so magnetoelektriki
prvega reda, pri katerih so električne in magnetne lastnosti sklopljene neposredno, v naravi
redek pojav, hkrati pa je njihov magnetoelektrični odziv majhen, za aplikacije neuporaben. Na
drugi strani pa so t.i. magnetoelektriki drugega reda, kjer je sklopitev med magnetnimi in
električnimi lastnostmi sicer posredna, a močna, uporabni za številne aplikacije.
Veliko je bilo raziskano že na področju trdnih magnetoelektrikov, a nič še na področju
mehkih magnetoelektrikov. V našem primeru smo proizvedli prvi primer mehkega
magnetoelektričnega materiala, tj. mešanica feroelektričnega tekočega kristala in magnetnih
nanodelcev. S pomočjo dielektrične spektroskopije in kalorimetrije visoke ločljivosti ter
SQUID susceptometra smo študirali dielektrične, toplotne in magnetne lastnosti na več
sistemih (razlika med njimi je bila v različnih tekočih kristalih in magnetnih nanodelcih, ki
smo jih uporabili) [2-5]. V okolici feroelektrične SmC* faze smo opazili podobne efekte kot v
primeru aerosilnih delcev [6]. Prav tako pa smo potrdili obstoj indirektne sklopitve med
magnetizacijo nanodelcev in polarizacijo tekočega kristala v feroelektrični fazi, kar potrjuje
obstoj magnetoelektričnosti v novih mehkih kompozitih, ki smo jih pripravili. Rezultati
eksperimentalnega dela se dobro ujemajo s teoretičnim delom teh raziskav.
Literatura:
[1] W. Erenstein, N. D. Mathur, J. F. Scott, Nature 442 (2006) 05023.
[2] B. Rožič, M. Jagodič, S. Gyergyek, M. Drofenik, S. Kralj, G. Lahajnar, Z. Jagličić, Z. Kutnjak,
Ferroelectrics 410 (2011) 37-41.
[3] B. Rožič, M. Jagodič, S. Gyergyek, M. Drofenik, S. Kralj, G. Cordoyiannis, Z. Kutnjak, Mol.
Cryst. Liq. Cryst. 545 (2011) 99-104.
[4] B. Rožič, M. Jagodič, S. Gyergyek, M. Drofenik, S. Kralj, Z. Jagličić, Z. Kutnjak, Ferroelectrics
431 (2012) 150-153.
[5] B. Rožič, M. Jagodič, S. Gyergyek, S. Kralj, V. Tzitzios, Z. Jagličić, Z. Kutnjak, sprejeto v
Ferroelectrics.
[6] G. Cordoyiannis, G. Nounesis, Z. Kutnjak, S. Žumer, Phys. Rev. E 75 (2007) 021702.
71
Trajektorije defektnih linij v nematskih lupinah
1,2,3
ˇ
David Seˇc1 , Miha Ravnik1,2 in Slobodan Zumer
1
Fakulteta za matematiko in fiziko, Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenija
2
Center odliˇcnosti NAMASTE, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenija
3
Institut Joˇzef Stefan, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenija
Ureditev nematskega tekoˇcega kristala v sferiˇcnih lupinah spremljajo razliˇcne defektne
konfiguracije. V lupinah, kjer povrˇsine preferirajo planarno degenerirano urejanje nematika, mora biti celotni topoloˇski naboj +2 in obiˇcajno opazimo ˇstiri defektne linije z
ovojnim ˇstevilom + 21 . S kemijsko funkcionalizacijo teh defektov bi lahko ustvarili koloidne
delce z nastavljivo valenco, npr. z sp3 hibridizacijo pri tetraedriˇcno postavljenih defektih [1]. Kontroliranje teh vezavnih mest s pomoˇcjo trajektorij defektnih linij bi poskrbelo
za samourejanje koloidov, primernih za aplikacije v fotoniki.
Predstavili bomo numeriˇcno ˇstudijo medsebojnega vpliva anizotropije elastiˇcnih konstant
in nekoncentriˇcnosti v sferiˇcnih nematskih lupinah z nehomogeno debelino. Opazimo, da
obstajajo razliˇcna stabilna in meta-stabilna stanja nematskih lupin, ko sistem spreminjamo po doloˇcenih transformacijskih trajektorijah [2]. S primerjavo raˇcunalniˇskih simulacij in eksperimentov pokaˇzemo vlogo elastiˇcnih konstant nematika in konˇcne debeline lupine na poloˇzaj defektnih linij. V nekoncentriˇcnih lupinah (kjer je zgornji del
mnogo tanjˇsi kot spodnji del) se vse ˇstiri defektne linije razporedijo po tanjˇsem delu, da
zmanjˇsajo svojo dolˇzino. Anizotropija elastiˇcnih konstant, ki jo eksperimentalno lahko
spreminjamo s spreminjanjem temperature, postopno spremeni poloˇzaj defektnih linij
v izrazito asimetriˇcnega. Pri spremembi nekoncentriˇcnosti pa defektne linije pribliˇzno
ohranijo simetriˇcno konfiguracijo.
[1] T. Lopez-Leon, V. Koning, K. B. S. Devaiah, V. Vitelli in A. Fernandez-Nieves, Frustrated nematic order in spherical geometries, Nat. Phys. 7, 391 (2011).
[2] D. Seˇc, T. Lopez-Leon, M. Nobili, C. Blanc, A. Fernandez-Nieves, M. Ravnik in S.
ˇ
Zumer,
Defect trajectories in nematic shells: Role of elastic anisotropy and thickness heterogeneity, Phys. Rev. E 86, 020705 (2012).
72
Vpliv melitina na prepustnost fosfolipidne membrane
Gašper Kokot, Mojca Mally in Saša Svetina
Inštitut za biofiziko, Medicinska fakulteta, Univerza v Ljubljani
Peptid melitin je glavna sestavina čebeljega strupa. V membranah celic in lipidnih mehurčkov
tvori nanometrske pore, sestavljene iz več melitinskih monomerov, in s tem poveča njihovo
prepustnost za majhne molekule. Preučevali smo prehajanje snovi skozi membrane
mehurčkov celičnih velikosti in na podlagi opazovanj modelirali značilnosti procesa
oblikovanja por v membranah. V raztopini znotraj mehurčka so bile molekule dveh različnih
velikosti: molekule sladkorja (dekstrana) in manjše molekule fluorescenčnega označevalca
(Alexa Fluor). Iz vzorca smo izbrali mehurček in ga z mikropipeto prenesli v merilno celico,
kjer je bila raztopina z melitinom. Mehurčke smo opazovali s fazno kontrastnim
mikroskopom in vzporedno merili fluorescenčni signal, pri čemer nam je analiza faznokontrastne slike dala informacijo o vsebnosti dekstrana, analiza fluorescence pa o
koncentraciji Alexa Fluora v mehurčku. Eksperiment je tako omogočil simultani, ločeni
meritvi prehajanja dveh tipov molekul skozi melitinske pore in s tem analizo odziva
posameznega mehurčka na melitin. Dobljeni odvisnosti prepustnosti od časa smo popisali z
modelom, pri katerem smo upoštevali, da melitinske pore stalno nastajajo in rastejo z
vgrajevanjem posameznih molekul melitina, ter da velike pore razpadajo na manjše.
Porazdelitev por v membrani glede na število melitinskih monomerov v njih se tako stalno
spreminja in približuje energijsko najbolj ugodni. Iz predlaganega modela je razvidno, da
prepustnost membrane sprva narašča, nato pa se stabilizira na vrednosti, ki je od največje
manjša.
73
Določitev izvora akustično stimuliranega signala v možganih iz posnetkov
magnetometra na kalijeve pare
Vojko Jazbinšek1, Samo Beguš2 in Zvonko Trontelj1
1
Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko, Ljubljana
2
Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana
Določili smo krajevne koordinate izvora akustično stimuliranega signala, ki je bil posnet z
magnetometrom na kalijeve pare (MKP), v slušnem delu možganske skorje. Magnetometer
je deloval v takoimenovanem režimu “Spin-exchange relaxation-free” (SERF) pri nizkih
gostotah magnetnega pretoka in visoki koncentraciji atomov alkalne kovine K. Za akustično
stimulacijo smo uporabili skupine pulzov s frekvenco 1 kHz, ki mo jih posredovali subjektu
preko pnevmatske nemagnetne slušalke.
Pred analizo smo iz merjenega signala subjekta odstranili prispevek signala srca (MKG),
signale zaradi premikov oči (MOG) in motnje zaradi mehanskih vibracij. Nato smo lahko
opazili v časovni skali znani signal N 100 m pri več merskih kanalih 256 kanalnega
magnetometra. Omeniti velja, da je bilo potrebno magnetometrske kanale formirati v
gradiometrsko konfiguracijo: en kanal magnetometra smo izbrali za referenčni kanal in
prispevke ostalih uspešnih kanalov odšteli od referenčne vrednosti. Dobili smo 10 uspešnih
kanalov, ki so imeli primerno razmerje signala proti šumu (S/N). To je ravno dovolj, da smo
lahko v prvem približku določili kooordinate izvora signala. Uporabili smo dve metodi: a)
iskanje optimalnega tokovnega dipola v modelu prevodne krogle z nelinearno metodo
najmanjših kvadratov, b) iskanje porazdelitve tokov na površini možganske skorje z metodo
ocene minimalne norme (MNE). Lokacija ekvivalentnega tokovnega dipola in težišče MNE
tokovne porazdelitve se ujemata z rezultati, ki so jih dobili s SQUID magnetometri.
74
Plakati
P01
P02
P03
P04
Kristjan Anderle
Matej Babič
Matej Babič
Matej Babič
P05 Rok Bohinc
P06 Klemen Bučar
P07 Goran Cesar
P08 Tilen Čadež
P09 Andreja Eršte
P10 Cene Filipič
P11 Admir Greljo
P12
P13
P14
P15
P16
Vojko Jazbinšek
Vojko Jazbinšek
Urška Jelerčič
Luka Jeromel
Dalija Jesenek
P17 Simon Jesenko
P18 Primož Koželj
P19 Andraž Krajnc
P20 Matej Krajnc
P21 Ambrož Kregar
P22 Marta Lavrič
P23 Zala Lenarčič
P24 Ivan Madan
P25 Rene Markovič
P26 Timon Mede
P27 Andrej Mihelič
P28 Ivan Nišandžić
P29 Jana Padežnik Gomilšek
Izvor pseudogap obnašanja v železovih superprevodnikih
Hrapavost in fraktalna dimenzija
Kompleksnost mikrostrukture, deformacije in fraktalna dimenzija
Uporaba fraktalne geometrije za opis poroznosti robotsko lasersko
kaljenih vzorecev
Preučevanje disociativnih molekulskih stanj z metodo rentgenske
absorpcije in resonančnega neelastičnega sipanja fotonov
Nadgradnja hemisferičnega elektronskega spektrometra na paralelno
detekcijo
Vpliv raztegovanja na dielektrični, elektromehanski in elektrokalorični
odziv P(VDF-TrFE-CFE) terpolimera
Ne-adiabatska vožnja elektrona v kvantni žici s spinsko-tirno interakcijo
Strukturne in dielektrične lastnosti relaksorskih polimernih mešanic na
aluminijevi podlagi
Polaroni v magnetoelektričnih fluoridih
Higgs Uncovering Light Scalar Remnants of High Scale Matter
Unification
Lokalizacija ukrivljenih tokov v fantomu v obliki človeškega torza
Regularizacijske metode pri elektrokardiografskem slikanju
Model kompozitnega stika dvokomponentnih lipidnih membran
Sipanje identičnih jeder pri kinetičnih energijah nekaj MeV
Vpliv topoloških defektov na spremembe v obliki membrane in
ekocitotske fuzije
Optimalno število pigmentov v fotosintetskih kompleksih
Električne, magnetne in termične lastnosti kompleksne kovinske spojine
δ-FeZn10
Prehod med kovino in izolatorjem v zeolitih
Osnovna stanja enoslojnega epitelijskega tkiva
Magneto-electron states of non-interacting electrons with strong spinorbit coupling on a ring
Raziskave faznega prehoda iz nematske v smektično A fazo v
tekočekristalnih elastomerih s pomočjo kalorimetrije visoke ločlivosti
Dielektrični preboj Mottovega izolatorja.
Meritve superprevodnih fluktuacij nad kritično temperaturo z
večsunkovno optično femtosekundno spektroskopijo
Funkcionalna povezanost celic beta iz Langerhansovih otočkov v tkivnih
rezinah trebušne slinavke miši
Spontani zlom supersimetrije preko radiacijskih popravkov
Analiza Starkovega pojava z meritvijo pridelkov atomov v metastabilnih
stanjih
Search for new physics in B to D* tau nu decays
Absolutna določitev rentgenskega absorpcijskega koeficienta barija v
območju robov L
75
P30 Anna Pogrebna
P31 Miha Ravnik
P32 Martin Rigler
P33 Brigita Rožič
P34 David Seč
P35 Saša Svetina
P36 Zvonko Trontelj
Magnetooptična časovno-ločljiva raziskava dinamike spinov Eu2+ v
pniktidnih superprevodnikih EuFe2(AsxPx)2
Koloidi, fluidika, topologija in fotonika v kompleksnih nematskih
tekočinah
Frekvenčno podvajanje svetlobe v periodično moduliranih AlxGa1-xN
tankih filmih
Nov mehki magnetoelektrični material: mešanica feroelektričnega
tekočega kristala in feromagnetnih nanodelcev
Trajektorije defektnih linij v nematskih lupinah
Vpliv melitina na prepustnost fosfolipidne membrane
Določitev izvora akustično stimuliranega signala v možganih iz
posnetkov magnetometra na kalijeve pare
76
8. konferenca fizikov v osnovnih raziskavah
SEZNAM UDELEŽENCEV
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
Kristjan Anderle
Izok Arčon
Matej Babič
Rok Bohinc
Klemen Bučar
Goran Casar
Tilen Čadež
Ana Dergan
Andreja Eršte
Svjetlana Fajfer
Cene Filipič
Denis Golež
Andrej Gorišek
Anton Gradišek
Admir Greljo
Robert Hauko
Matjaž Humar
Vid Iršič
Simon Jazbec
Vojko Jazbinšek
Peter Jeglič
Luka Jeromel
Dalija Jesenek
Simon Jesenko
Viktor Kabanov
Blaž Kavčič
Matjaž Kavčič
Gregor Kladnik
Martin Klanjšek
Alojz Kodre
Nejc Košnik
Primož Koželj
Andraž Krajnc
Ambrož Kregar
Marta Lavrič
Zala Lenarčič
Ivan Madan
Rene Markovič
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
77
Timon Mede
Andrej Mihelič
Jernej Mravlje
Ivana Mustac
Igor Muševič
Ivan Nišandžić
Natan Osterman
Jana Padežnik Gomilšek
Egon Pavlica
Andrej Petelin
Marko Petrič
Anna Pogrebna
Anton Potočnik
Peter Prelovšek
Saša Prelovšek Komelj
Miha Ravnik
Eva Ribežl
Martin Rigler
Brigita Rožič
David Seč
Igor Sega
Luka Snoj
Vasja Susič
Saša Svetina
Luka Šantelj
Miha Škarabot
Uroš Tkalec
Zvonko Trontelj
Igor Vaskivskyi
Anže Založnik
Erik Zupanič
Boštjan Žekš
Matjaž Žitnik
Marko Žnidarič
Slobodan Žumer