FÚ SAV
menu
Slovak
English

Významné výsledky dosiahnuté na FÚ SAV

Globálna polarizácia Λ hyperónov v jadrových zrážkach

Pri extrémne vysokých hustotách energie, ktoré sa vytvárajú v relativistických zrážkach jadier, sa partónová hmota (obsahujúca kvarky a gluóny) dostáva do stavu podobného kvapaline s veľmi nízkou viskozitou. V necentrálnych zrážkach jadier vzniká interagujúci systém s momentom hybnosti až J=1000ћ, a vytvorená partónová hmota môže vykazovať vírivú štruktúru, ktorú treba pochopiť a presne popísať. Hydrodynamické vírivé vlastnosti partónovej hmoty sú zaujímavé, lebo sa očakáva, že obnovenie narušených symetrií v kvantovej chromodynamike (v teórii silných interakcií) bude viesť k novým javom práve v prítomnosti vírivých procesov. Avšak, doposiaľ neboli prejavy vírivých hydrodynamických procesov v partónovej hmote pozorované. Prítomnosť vírivých štruktúr v partónovej hmote môže viesť k prednostnej orientácii spinov častíc (kvarkov) v smere rotácie dôsledkom spin-orbitálnej väzby. Získané výsledky dokazujú, že v zrážkach jadier dochádza k preferenčnej orientácii spinov produkovaných častíc paralelne k smeru globálneho momentu hybnosti systému. (V našom konkrétnom prípade ide o zrážky jadier zlata Au+Au a produkovanými časticami sú Λ hyperóny, obsahujúce podivný kvark typu “s”, ktorý sa na rozdiel od druhých dvoch kvarkov typu “u” a “d” v jadrách nenachádza). Pozorujeme kladnú polarizáciu spinov vzniknutých Λ aj anti-Λ hyperónov na úrovni 2-3 percent v súlade s niektorými hydrodynamickými simuláciami. To dokazuje, že silno interagujúca hustá hmota, vznikajúca v zrážkach jadier, má veľmi silné vírivé vlastnosti. Predchádzajúce výsledky, indikujúce nulovú polarizáciu Λ hyperónov pri vyšších energiách, sú v súlade s trendom našich pozorovaní získaných pre oblasť nižších energií zrážok. Tieto výsledky umožnujú verifikáciu hydrodynamických modelov a simulácií partónovej (kvark-gluónovej) hmoty na kvantitatívnej úrovni, pomocou porovnania experimentálnych údajov s teoretickými výpočtami založenými na teórii silnej interakcie (QCD).

Spoluator článku: Mgr. Peter Filip, PhD.
Zdroj: Nature Letters

Direct measurement of individual phonon lifetimes in the clathrate compound Ba7.81Ge40.67Au5.33

Engineering lattice thermal conductivity requires to control the heat carried by atomic vibration waves, the phonons. The key parameter for quantifying it is the phonon lifetime, limiting the travelling distance, whose determination is however at the limits of instrumental capabilities. Here, we show the achievement of a direct quantitative measurement of phonon lifetimes in a single crystal of the clathrate Ba7.81Ge40.67Au5.33, renowned for its puzzling ‘glass-like’ thermal conductivity. Surprisingly, thermal transport is dominated by acoustic phonons with long lifetimes, travelling over distances of 10 to 100 nm as their wave-vector goes from 0.3 to 0.1 Å−1. Considering only low-energy acoustic phonons, and their observed lifetime, leads to a calculated thermal conductivity very close to the experimental one. Our results challenge the current picture of thermal transport in clathrates, underlining the inability of state-of-the-art simulations to reproduce the experimental data, thus representing a crucial experimental input for theoretical developments.

Spoluator článku: RNDr. Marek Mihalkovič, CSc.
Zdroj: Nature Communications

Nová metóda zmerania vektorových veličín v nanosvete

Medzinárodný tím, v ktorom pôsobili aj výskumníci z Fyzikálneho ústavu SAV, prof. Ivan Štich, Robert Turanský, Ján Brndiar, zverejnili svoj nový výskum v magazíne Nature Physics. Ako vôbec prví dokázali odmerať vektorové veličiny v nanosvete pomocou upravenej metódy bezkontaktnej silovej mikroskópie. Výsledkom je nová metóda, ktorá umožňuje zmerať presnejšie vektorové veličiny na subatomárnej úrovni.

Schopnosť merať  vektorové veličiny na subatomárnej škále je pritom dôležitá, ak chceme nanomateriálom lepšie porozumieť a aplikovať ich. Predpokladá sa, že metóda otvorí nové okno pre materiály na subatomárnej škále, umožní lepšie pochopenie morfológie povrchov, ich chemického zloženia, chemických reakcií na ich povrchoch, prispeje k zlepšeniu techník atomárnej a molekulárnej manipulácie a k lepšiemu pochopeniu správania sa nanostrojov.

Vo fyzike sú tri rôzne typy veličín: takzvané skalárne, ktoré sú jednoduchými číslami, vektorové veličiny, ktoré majú smer – ako napríklad sila či magnetický moment a tenzorové veličiny, ktoré sú zovšeobecnením vektorov. Práve fyzikom sa teraz podarilo ukázať, ako ich na subatomárnej úrovni nielen odhadovať. Pritom práve sledovanie týchto vektorových veličín je dôležité, ak chceme nanomateriálom lepšie porozumieť a potom ich používať.

Spoluautori článku: prof. Ing. Ivan Štich, DrSc., RNDr. Robert Turanský, PhD., Mgr. Ján Brndiar PhD.
Zdroj: tech.sme.skNature Physics

logo-sav
SLOVENSKÁ
AKADÉMIA
VIED