Sausio 23-iąją įvyko pirmasis šiemet mūsų mokslininkų daktaro disertacijos gynimas. Jį sėkmingai įveikė FTMC Lazerinių technologijų skyriaus fizikė dr. Justina Anulytė, parašiusi darbą „Koherentiniai energijos mainai išplėstinėse plazmoninėse būsenose esančiose stipriojoje sąveikoje“ (mokslinis vadovas: prof. dr. Zigmas Balevičius).
Sveikiname kolegę, labai džiaugiamės ir linkime naujų pasiekimų!
Justinos disertacija susijusi su nanofotonika – mokslu apie šviesos valdymą labai mažuose dariniuose (nanostruktūrose). Tokius nanodarinius bandoma pritaikyti naujos kartos labai mažiems nanolazeriams, optiniams biojutikliams ar net kvantiniam informacijos perdavimui.
(Dr. Justina Anulytė. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka)
„Šioje disertacijoje buvo tiriamas stipriosios sąveikos režimas tarp šviesos ir medžiagos, kai susiformuoja hibridinės šviesos-medžiagos būsenos tarp paviršinių šviesos bangų (plazmonų poliaritonų) ir šviečiančių organinių molekulių darinių (eksitonų)“, – pasakoja fizikė.
Nieko nesupratote?
Kviečiame skaityti mūsų straipsnį, kuriame vaizdžiai ir suprantamai (labai tikimės!) aprašome šiuos darbus. O kol kas trumpai prisiminkime, ką kiekviena aukščiau paminta sąvoka reiškia.
Stipriosios sąveikos režimas – fizikinis reiškinys, kai dvi atskiros sistemos (pavyzdžiui šviesa ir medžiaga) ima taip stipriai sąveikauti tarpusavyje, kad pradeda elgtis praktiškai kaip vienas naujas sujungtas darinys. Primena jaunus įsimylėjėlius, kurie negali atsiplėšti vienas nuo kito.
Plazmonų poliaritonai – paviršinės elektromagnetinės bangos ant plonų metalo sluoksnių. Kažkas panašaus į „vandens ratilus“ tarp metalo ir oro.
Na, o eksitonai yra mažyčiai „dariniai“, kuriuose susijungia šviesos dalelė fotonas ir laboratorijoje tiriama medžiaga.
Tema sudėtinga ir reikalaujanti gilių fizikos žinių. Tačiau, pasak J. Anulytės, pravartu žinoti, kad minėtas stipriosios sąveikos režimas yra svarbus kuriant pažangius įrenginius, tokius kaip kvantiniai kompiuteriai, plazmoniniai lazeriai, bei valdyti fotocheminių reakcijų greičius.
Justinos darbai taip pat susiję su fluorescencinių (švytinčių) dalelių tyrimais. Šis metodas leidžia matyti ir tirti mažyčius objektus, tokius kaip nanodariniai, molekulės ar ląstelės, kurios paprastai būtų nematomos. Kaip tai vyksta? Tam tikros dalelės nudažomos specialiu dažu – o paskui, patekusios į tirpalą ar kitą terpę, pašvietus į ją lazeriu ima švytėti, matytis mokslininkams ir šitaip „pažymi“ konkrečias molekules ar ląsteles.
Todėl fluorescencija labai svarbi nanotechnologijose, medicinoje, biologijoje ir kitose mokslo srityje. Tačiau, žinoma, yra įvairių iššūkių. Vienas jų – fotoblukinimo efektas, kai dėl aplinkos sąlygų molekulių švytėjimas užgesta greičiau nei norisi. Ir čia FTMC fizikė su kolegomis pasiūlė puikų sprendimą.
„Šiame disertaciniame darbe buvo parodyta, kad stipriosios sąveikos režimas tarp paviršinių plazmoninių modų ir eksitonų slopina fotoblukimo reiškinį organinių dažų molekulėse, todėl jos gali šviesti net dešimtis kartų ilgiau“, – džiaugiasi Justina.
(FTMC Lazerinių technologijų skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijos darbuotojai dr. Justina Anulytė, prof. dr. Zigmas Balevičius ir dr. Ernesta Bužavaitė-Vertelienė. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka)
Jaunoji mokslų daktarė savo disertacijoje taip pat parodė, kad jos atradimai gali būti pritaikomi kuriant itin jautrius kvantinius optinius biojutiklius. Ir tai ne viskas: mokslininkė tikisi, kad stipriosios sąveikos režimas gali pasitarnauti ir kitose srityse:
„Šis reiškinys įvairiuose nanodariniuose ateityje bus naudojamas lustuose, į juos integruojant nanolazerius, pasižyminčius itin mažomis energijos sąnaudomis. Taip pat tai pravers kuriant pavienių fotonų lazerinius šaltinius.“
Parengė Simonas Bendžius