Fyzika

Názov v sekundárnom jazyku práce: Previazanosť a topologicky netriviálne kvantové stavy v nízkorozmerných spinových systémoch

Anotácia v hlavnom jazyku práce: The aim of this PhD thesis is to study entanglement and topological properties of quantum states in low-dimensional spin systems. The work focuses on exact or numerically exact calculations of selected spin models in order to achieve a detailed analysis of their quantum correlations. Various entanglement measures will be investigated as diagnostic tools for identifying and characterizing entanglement in low-dimensional spin systems. Special attention will be devoted to topologically nontrivial Haldane and cluster-based Haldane phases and their entanglement structure. Furthermore, the thesis will explore quantum phase transitions between trivial and topological phases through entanglement signatures.

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: Cieľom dizertačnej práce je štúdium previazanosti a topologických vlastností kvantových stavov v nízkorozmerných spinových systémoch. Práca sa zameriava na presné alebo numericky presné výpočty vybraných modelov spinových systémov s cieľom detailne analyzovať ich kvantové korelácie. Rôzne miery kvantovej previazanosti budú skúmané ako diagnostické nástroje na identifikáciu a charakterizáciu previazanosti v nízkorozmerných spinových systémoch. Osobitná pozornosť bude venovaná topologicky netriviálnym Haldaneovým a klastrovým Haldaneovým fázam a ich štruktúre previazanosti. Práca sa tiež zameria na štúdium kvantových fázových prechodov medzi triviálnymi a topologickými fázami prostredníctvom prejavov kvantovej previazanosti.

Školiteľ: Strečka, Jozef, doc. RNDr. PhD.

Názov v sekundárnom jazyku práce: Vplyv kozmickej plazmy na dynamiku airglowu

Anotácia v hlavnom jazyku práce: The flow of plasma escaping from the Sun as solar wind is the main driver of dynamic processes in the interconnected environment of the Earth's magnetosphere-ionosphere-thermosphere. The light emission of the upper atmosphere, known as airglow, enables the temporal and spatial visualization of these processes, particularly through the emission of atomic oxygen (OI, 630.0 nm).

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: Neustály tok plazmy unikajúci zo Slnka vo forme slnečného vetra je hlavným spúšťačom dynamických procesov v prepojenom prostredí magnetosféry-ionosféry-termosféry Zeme. Žiarenie hornej atmosféry, tzv. airglow, umožňuje časovú a priestorovú vizualizáciu týchto procesov, a to najmä prostredníctvom emisie atomárneho kyslíka OI (630.0 nm).

Školiteľ: Mackovjak, Šimon, RNDr. PhD.

Názov v sekundárnom jazyku práce: Topologické fázy vo frustrovaných antiferomagnetikách

Anotácia v hlavnom jazyku práce: An antisymmetric Dzyaloshinskii-Moriya spin exchange interaction (DMI) can lead to the formation of twisted magnetic structures. These topological states have attracted much interest mainly after the experimental observation of nontrivial magnetic configurations, called magnetic skyrmion lattices, which have potential technological applications [1]. In ferromagnetic (FM) systems, the skyrmion phase arises from the competition between FM interactions and DMI and it is stabilized by a magnetic field and thermal fluctuations. A similar antiferromagnetic (AFM) skyrmion phase has been discovered in the frustrated classical AFM triangular-lattice Heisenberg model in the field not only with DMI [2] but also without DMI due to further neighbor exchange interactions [3]. It has been shown that magnetic frustration can improve stability of the skyrmion phase [4] and that the usage of AFMs in skyrmion-based devices has certain advantages over the implementation of FM magnets [5].

Anotácia v sekundárnom jazyku práce: Antisymetrická spinová výmenná interakcia typu Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) môže viesť k vzniku skrútených magnetických štruktúr. Tieto topologické stavy vzbudili veľký záujem najmä po experimentálnom pozorovaní netriviálnych magnetických konfigurácií, nazývaných magnetické skyrmionové mriežky, ktoré majú potenciálne technologické aplikácie [1]. Vo feromagnetických (FM) systémoch vzniká skyrmionová fáza z konkurencie medzi FM interakciami a DMI a je stabilizovaná magnetickým poľom a tepelnými fluktuáciami. Podobná antiferomagnetická (AFM) skyrmionová fáza bola objavená vo frustrovanom klasickom Heisenbergovom AFM na trojuholníkovej mriežke v poli a to nielen s DMI [2], ale aj bez DMI v dôsledku interakcií medzi ďalšími susedmi [3]. Ukázalo sa, že magnetická frustrácia môže zlepšiť stabilitu skyrmiónovej fázy [4] a že použitie AFM v zariadeniach založených na skyrmionoch má určité výhody oproti implementácii FM [5].

Školiteľ: Žukovič, Milan, prof. RNDr. PhD.