Otkrivena nikad prije viđena tkanina koja se prirodno formira unutar kristala

Znanstvenici su napravili revolucionarno otkriće promatranjem trodimenzionalne tkanine koja se prirodno formira unutar kristala po prvi put. Ovaj bez presedana raspored međusobno isprepletenih nano-dipolarnih ansambla pojavio se spontano dok se kristal hladio kroz svoj fazni prijelaz, otkrivajući novi oblik samoorganizacije u materijalima u čvrstom stanju.

Ova strukturna složenost nikada prije nije bila dokumentirana u kristalnim čvrstim tvarima. Istraživači su uspjeli manipulirati određenim dijelovima tkanog mreže pomoću čvrsto usmjerenog zelenog lasera, učinkovito razmiješajući lokalizirane dijelove uzorka bez ometanja ostatka kristala. Nakon ponovnog zagrijavanja i hlađenja materijala, tkana struktura se reformirala, iako s modificiranom konfiguracijom.

Prelom je postignut kroz zajedničke napore tri istraživačka tima na čelu s profesorom Eugeniom Del Reom sa Sveučilišta Sapienza u Rimu, profesorom Feifei Xinom sa Sveučilišta Nankai i profesorom Aharonom J. Agranatom sa Instituta za primijenjenu fiziku na Hebrejskom sveučilištu u Jeruzalemu.

Ti kristali imaju periodične varijacije kemijskog sastava uvedene tijekom njihovog rasta, formirajući pruge. Prvobitno dizajnirani za elektroholografsko fotonsko prebacivanje, kristali su neočekivano služili kao platforma za istraživanje novih stanja materije. Otkrića sugeriraju da bi takve topološke strukture mogle nastati u različitim sustavima, uključujući tekuće kristale, superprovodnike i kvantne materijale. Istraživači predlažu da spontano pojavljivanje tkanog mreže proizlazi iz procesa kršenja simetrije, što implicira da slične konfiguracije mogu postojati u drugim fizičkim sustavima.

Oni naglašavaju da ovo otkriće dovodi u pitanje postojeće teorijske modele i naglašava mogućnost da priroda može generirati složenije strukture nego što se trenutno očekuje. Implikacije ovog rada protežu se izvan temeljne fizike u praktične primjene. Sposobnost kontrole i modifikacije tkanog domena tkanine pomoću svjetlosti mogla bi dovesti do inovacija u optičkom računarstvu, pohranjivanju memorije i pametnim materijalima. Daljnje će se studije vjerojatno usredotočiti na razumijevanje osnovnih mehanizama koji upravljaju formiranjem i stabilnošću takvih struktura, kao i istraživanje njihovog ponašanja u različitim uvjetima okoliša.

Dok znanstvena zajednica nastavlja istraživati granice znanosti o materijalima, ovo otkriće naglašava važnost interdisciplinarne suradnje i naprednih eksperimentalnih tehnika u otkrivanju novih pojava.