Krydstale mellem stagnationspunkter i flow og orientering

Hvad sker der, når du trykker to bøger vandret mod hinanden? Det opbyggede tryk vil til sidst blive udløst i en opadgående bevægelse af de øverste sider og en nedadgående bevægelse af de nederste sider, som bjerge, der dannes af jordskorpen, men i to retninger. Spørgsmålet er dog stadig, hvilken vej midtersiden går. I teorien, dette er ikke besluttet, og blødt stof-fysikere kalder dette et stagnationspunkt eller defekt. Væsker har også stagnationspunkter, for eksempel en hvirvel i et badekar. I det nøjagtige centrum, væsken er i ro, men længere væk snor den sig rundt om kernen.

Flydende krystaller

Væsker udstyret med indre orienteringsorden, såsom flydende krystaller, kan have defekter ikke kun i strømningshastigheden, men også i den gennemsnitlige orientering af deres molekylære byggesten. Disse orienteringsfejl, kendt som disklineringer, er blandt de mest karakteristiske og intensivt undersøgte træk ved flydende krystaller. Leiden-fysiker Luca Giomi er en af ​​disse forskere. 'Skærmproducenter hader de defekter og bruger formuer på dyre glas-gnidemaskiner for at slippe af med dem. Blødt stof fysikere, på den anden side, elsker disse små singulariteter og prøv at finde måder at udnytte dem på.'

Krydssnak

I et papir for nylig offentliggjort i PNAS , Giomi og samarbejdspartnere beskriver deres opdagelse af en spændende "krydstale" mellem defekter i forskellige materialefelter:væskehastigheden og den gennemsnitlige molekylære orientering. Giomi:'Defekter med samme rotationssymmetri tiltrækker hinanden, selvom de tilhører forskellige felter. Altså et stagnationspunkt i et dobbelt symmetrisk flow (center-top panel, edit.) fungerer som en pincet til en to-fold disklinering (panel øverst til højre, redigere.).' Stagnationspunkter i strømme med højere symmetri (dvs. tre gange, fire gange osv.) tiltrækker mere komplicerede disklineringer, hvor orienteringen snor sig omkring den defekte kerne mere end én gang (nedre paneler).