Šiemet Nobelio fizikos premiją gavę japonų kilmės amerikiečių mokslininkas Syukuro Manabe, vokietis Klausas Hasselmannas ir italas Giorgio Parisi tiria itin sudėtingas fizikines sistemas. Teoretikui prof. G. Parisi šis apdovanojimas skirtas už „netvarkos ir fliuktuacijų tarpusavio sąryšio fizinėse sistemose, pradedant atomų, baigiant planetų lygmeniu, atradimą“, rašoma Lietuvos mokslų akademijos pranešime.

„Profesorius G. Parisi tiria fazinius virsmus arba, kitaip tariant, reiškinius, kai keičiantis aplinkos sąlygoms, tarkime, temperatūrai, staiga pakinta medžiagos savybės. Pavyzdžiui, vienas tokių virsmų įvyksta, kai medžiaga įgyja magnetinių savybių, – pasakoja VU Mikrobangės spektroskopijos laboratorijos vadovas prof. Jūras Banys. – Kai medžiaga magnetinė, visi jos elektronų sukiniai rikiuojasi ta pačia kryptimi, kai antimagnetinė – priešinga kryptimi nei šalia esantis sukinys. Sumaišius magnetinę ir antimagnetinę medžiagas, sukiniai sutrinka ir nebežino, kaip elgtis – rikiuotis ta pačia ar priešinga kryptimi šalia esančiam sukiniui“. Tokios būsenos dar vadinamos sukinių stiklais (angl. spin glasses).

Analogiškus reiškinius ir būsenas, tik dirbdami ne su magnetinėmis, bet feroelektrinėmis medžiagomis, jau kelis dešimtmečius tiria ir VU Mikrobangės spektroskopijos laboratorijos mokslininkai, jų straipsniai skelbiami prestižiniuose „Science“ ir „Nature“ grupių mokslo žurnaluose, o medžiagos tyrimams siunčiamos iš viso pasaulio.

Nobelio premijos laureato prof. G. Parisi teoriniai tyrimai apima (anti)magnetines medžiagas, jų sukinius ir magnetines būsenas, kurioms būdingas atsitiktinumas – būtent sukinių stiklus. VU fizikai nagrinėja tuos pačius klausimus kaip prof. G. Parisi eksperimentiškai tirdami (anti)feroelektrines medžiagas, t. y. tokias medžiagos, kurios elektriškai poliarizuojasi esant tam tikrai temperatūrai, o jų poliarizacija keičiasi kintant išoriniam elektriniam laukui.

„Mūsų tyrimuose sukinius, kitaip tariant, magnetinius dipolius, atitinka elektriniai dipoliai – dviejų erdvėje atskirtų elektros krūvių sistemos. Feroelektrinėse medžiagose jie rikiuojasi ta pačia kryptimi, antiferoelektrinėse – priešingomis, o sumaišę dvi skirtingas medžiagas, turime elektrinio dipolinio stiklo būseną“, – paaiškina prof. J. Banys.

Prof. G. Parisi aprašyti teoriniai modeliai tinka ir sukinių, ir dipolių sistemoms. „Kintant temperatūrai sukinių ir dipolinių stiklų būsena keičiasi. Prie vadinamosios užšalimo temperatūros sukinių ir dipolių judesiai tampa tokie lėti, kad norint juos išmatuoti, eksperimentas turėtų tęstis ilgiau nei gyvuoja mūsų galaktika, – sako prof. J. Banys. – Tai labai įdomūs kietojo kūno fizikos klausimai. Prof. G. Parisi įnešė reikšmingą indėlį aprašant ir bandant suprasti netvarkias, atsitiktines sistemas, tačiau dar daug klausimų liko neatsakyta“.

Sukinių stiklai pradėti tirti apie 1975 m., elektrinių dipolių – apie 1990 m. Pastaraisiais dešimtmečiais aktyviai tiriama ir itin patraukli gimininga medžiagų klasė – vadinamieji feroelektriniai relaksoriai, turintys dipolinio stiklo ir feroelektriko savybių.

Nobelio premijos laureato prof. G. Parisi darbai gali būti pritaikyti ne tik mikropasaulio objektams aprašyti, bet ir nagrinėjant klimato kaitos procesus, chaotiškus įvairių mokslo sričių, pavyzdžiui, matematikos, biologijos, neuromokslų ir kitų, reiškinius. Jie taip pat reikšmingi kuriant naujas geresnių savybių elektronikos medžiagas.

„Feroelektrikai plačiai naudojami šiuolaikinėse technologijose ir prietaisuose, pavyzdžiui, mobiliuosiuose telefonuose, medicinos, naktinio matymo ir kituose įrenginiuose. Siekiant dar aktyviau naudoti šias perspektyvias medžiagas, būtina geriau pažinti jų savybes, elgesį skirtingomis sąlygomis, todėl mokslininkai skiria daug dėmesio sukininių bei dipolinių stiklų tyrimams, – pasakoja prof. J. Banys. – Šiuo metu itin didelio susidomėjimo sulaukia taip vadinami hibridiniai perovskitai, kurie, manoma, taps perspektyviausia medžiaga saulės elementams gaminti.“

VU Mikrobangės spektroskopijos laboratorijos vadovas džiaugiasi: „Mūsų laboratorijoje dirbantys mokslininkai, jų atliekami feroelektrikų, antiferoelektrikų, dipolinių stiklų tyrimai yra plačiai žinomi ir vertinami. Turime unikalią, analogų pasaulyje neturinčią matavimų įrangą, su kuria galime atlikti medžiagų savybių tyrimus itin plačiame dažnių intervale, todėl sulaukiame medžiagų tyrimams iš viso pasaulio – nuo Kanados iki Japonijos“.