Kvazidelci Bogoljubova so osnovne enodelčne vzbuditve superprevodnih materialov, ki nosijo magnetni moment. Luka Pavešič in Rok Žitko z Odseka za teoretično fiziko Instituta "Jožef Stefan" sta razvila model za hibridne kvantne naprave iz dveh superprevodnih otočkov, ki sta med seboj povezana preko polprevodniške kvantne pike ter napovedala obstoj "prekomerno senčenega" osnovnega stanja. V tem stanju po en kvazidelec Bogoljubova iz vsakega otočka skuša ustvariti kvantno prepleteno stanje s spinom elektrona v kvantni piki, kar vodi k feromagnetni poravnanosti spinov kvazidelcev v otočkih na veliki medsebojni razdalji. Napovedi so preverili raziskovalci iz Niels Bohrovega Instituta v Kopenhagnu v natančno izdelani umetni nanostrukturi iz indijevega arzenida z meritvami diagramov stabilnosti, spektrov vzbuditev in odziva na zunanje magnetno polje. Verige alternirajočih kvantnih pik in superprevodnih otočkov bi se dalo v prihodnje uporabiti za izgradnjo kvantnih simulatorjev za proučevanje lastnosti spinskih verig. Delo je objavljeno v Nature Communications.

Sodelavci Instituta "Jožef Stefan" Jaka Pišljar, Andriy Nych, Uliana Ognysta, Andrej Petelin, Samo Kralj in Igor Muševič so s kolegi s FMF UL in FNM UM ter Institute of Physics, Kijev v reviji Physical Review Letters objavili članek Dynamics and Topology of Symmetry Breaking with Skyrmions. V članku obravnavajo nastanek vrtinčastih struktur-polskirmionov, ki se pojavijo v nekaterih kiralnih tekočih kristalih. Pokazali so, da polskirmioni nastanejo iz neurejene faze na zelo poseben način, ko kiralni tekoči kristal ogradijo pod debelino 100 nm. V tem območju so pod mikroskopom lahko s prostim očesom opazovali počasne fluktuacije, pri katerih se polskirmioni-vrtinci spontano tvorijo in razpadajo, kar je pokazano na spremljajoči sliki. Ta dinamika je za kar 4 velikostne rede počasnejša od pričakovane in so jo uspešno pojasnili s termično vzbujenimi preskoki med strukturnimi stanji, ki si postanejo energijsko bližnja zaradi močnega vpliva površin. Takšen prehod je zanimiv tudi iz topološkega vidika, saj eksperimenti razkrivajo, na kakšen način se v tem sistemu ohranja topološki naboj. Članek je bil izpostavljen tudi v Physics.

Doktorska študentka Petruša Borštnar z Odseka za raziskave sodobnih materialov Instituta "Jožef Stefan" je v okviru svoje doktorske naloge pod mentorstvom doc. dr. Nine Daneu in v sodelovanju s kolegi s Kemijskega inštituta in Univerze Cheng Kung v Tajvanu v reviji ACS Nano objavila članek z naslovom Transient Ruddlesden–Popper-Type Defects and Their Influence on Grain Growth and Properties of Lithium Lanthanum Titanate Solid Electrolyte. V raziskavi je opisan razvoj grobozrnate keramike na osnovi litijevega lantanovega titanata (LLTO) pod vplivom ploskovnih defektov tipa Ruddlesden-Popper. Na podlagi analiz s kvantitativno visokoločljivostno vrstično presevno elektronsko mikroskopijo (HAADF-STEM) so pojasnili proces od nastanka defektov v začetni fazi rasti zrn preko njihovega vpliva na pretirano rast LLTO zrn in do končne rekristalizacije RP-sekvenc v LLTO. Rezultati so pomemben prispevek k razvoju trdnega elektrolita za uporabo v litij ionskih baterijah, pri katerem je celokupna ionska prevodnost neposredno povezana s številom upornih mej med zrni.

Dr. Martina Modic z Odseka za plinsko elektroniko Instituta "Jožef Stefan" z Luko Muravcem in Bradom Downeyem sestavlja zmagovalno ekipo, ki je s projektom Zemlja ni bila vedno imenovana Zemlja zmagala na idejnem natečaju ELES 3000: Ustvarjalni projekt v javnem prostoru. Zmagovalni projekt bo v Živalskem vrtu Ljubljana predstavljal mogočno instalacijo, ki bo pozornost obiskovalcev neposredno usmerila v element, ki ga načeloma jemljemo kot samoumevnega. Instalacija bo obiskovalce živalskega vrta opozarjala na vsa nevidna bitja in plasti njihovega planeta. Obiskovalci bodo ob instalaciji izvedeli več o pomenu treh najbolj značilnih slojev prsti. Ti sloji tal so v preteklosti omogočali raznovrstne ekosisteme, saj zagotavljajo različna okolja in vire za rastline ter mikrobne skupnosti. Prisotnost instalacije bo ustvarila trajno učno zapuščino, ki bo navdihovala generacije obiskovalcev, da bodo cenile lepoto in kompleksnost naravnega sveta ter se zavzevale za njegovo zaščito v prihodnosti. In javnost ozaveščala o pomenu ohranjanja biotske pestrosti.

Na Institutu "Jožef Stefan" in na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani v teh dneh potekajo dogodki v okviru svetovnega kvantnega dne, ki ga praznujemo vsako leto 14. aprila. Prof. dr. Francesca Ferlaino je na Kolokviju IJS predstavila fiziko dipolarnih kvantnih plinov, Olivier Ezratty pa v ciklu predavanj razlaga znanstvene in tehnične izzive na področju kvantnih računalnikov in drugih kvantnih naprav. Na delavnici so se dijakinje in dijaki seznanili z osnovnimi načeli kvantne fizike in obiskali več laboratorijev. Ob robu dogodkov za širšo javnost je potekala tudi okrogla miza, ki so se je udeležili ministrica za digitalno preobrazbo dr. Emilija Stojmenova Duh, direktor Direktorata za znanost in inovacije MVZI dr. Tomaž Boh ter predstavnice in predstavniki javnih raziskovalnih organizacij in univerz, industrije ter Olivier Ezratty, svetovalec na področju kvantnega. Udeleženci so izmenjali mnenja o stopnji razvoja kvantnega računalništva in kvantnih tehnologij, skupnih evropskih prizadevanjij in ciljih, priložnostih in izzivih za Slovenijo ter nacionalni strategiji na kvantnem področju.

Raziskovalci Odseka za plinsko elektroniko Instituta "Jožef Stefan" v sodelavi s kolegi z Univerze v Lisboni poročajo o najnovejšem znanstvenem preboju v raziskavah materialov z naslovom Plasma-Driven Tuning of Dielectric Permitivity in Graphene, ki je izšel v reviji Small. Študija razkriva pionirski pristop, pri katerem v grafen vključujejo dušikove atome tekom plazemske sinteze in s tem spreminjajo dielektrično permitivnost grafena v širokem frekvenčnem območju od 1–40 GHz. S selektivnim vključevanjem dušikovih atomov v grafen se elektronska struktura materiala spremeni in tudi inducira zelo nizkoenergijska (0.5-2 eV) 2D površinska plazmonska vzbujena stanja. Pojav vodi do negativnih vrednosti dielektrične konstante predvsem na Ka pasovnem območju od 30 do 40 GHz. Nova metoda, ki temelji na uporabi plazme, tako uvaja popolnoma nove koncepte v načrtovanju 2D nanomaterialov na atomarnem nivoju, saj omogoča nadzorovano in nastavljivo dielektrično permitivnost ter utira pot naslednji generaciji spremenljivih metamaterialov.