izpis_h1_title_alt

Topology of three-dimensional active nematic turbulence confined to droplets
ID Čopar, Simon (Avtor), ID Aplinc, Jure (Avtor), ID Kos, Žiga (Avtor), ID Žumer, Slobodan (Avtor), ID Ravnik, Miha (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,56 MB)
MD5: D0AD8C38AF7865ADC29857DF7A91C46A
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.9.031051 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Active nematics contain topological defects that (under sufficient activity) move, create, and annihilate in a chaotic quasi-steady state, called active turbulence. However, understanding active defects under confinement is an open challenge, especially in three dimensions. Here, we demonstrate the topology of three-dimensional active nematic turbulence under the spherical confinement, using numerical modeling. In such spherical droplets, we show the three-dimensional structure of the topological defects, which, because of closed confinement, emerge in the form of closed loops or surface-to-surface spanning line segments. In the turbulent regime, the defects are shown to be strongly spatially and time varying, with ongoing transformations between positive winding, negative winding, and twisted profiles, and with defect loops of zero and nonzero topological charge. The timeline of the active turbulence is characterized by four types of bulk topology-linked events—breakup, annihilation, coalescence, and crossover of the defects—which we note could be used for the analysis of the active turbulence in different three-dimensional geometries. The turbulent regime is separated by a first-order structural transition from a low activity regime of a steady-state vortex structure and an offset single point defect. We also demonstrate coupling of surface and bulk topological defect dynamics by changing from strong perpendicular to in-plane surface alignment. More generally, this work aims to provide insight into three-dimensional active turbulence, distinctly from the perspective of the topology of the emergent three-dimensional topological defects.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:soft matter physics, active nematics, topological defects
Vrsta gradiva:Članek v reviji (dk_c)
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2019
Status objave pri reviji:Objavljeno
Verzija članka:Založnikova različica članka
Št. strani:13 str.
Številčenje:Vol. 9, iss. 3, art. 031051
PID:20.500.12556/RUL-128557 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:538.9
ISSN pri članku:2160-3308
DOI:10.1103/PhysRevX.9.031051 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:3358052 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:19.07.2021
Število ogledov:421
Število prenosov:116
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:AddThis
AddThis uporablja piškotke, za katere potrebujemo vaše privoljenje.
Uredi privoljenje...

Gradivo je del revije

Naslov:Physical review
Skrajšan naslov:Phys. rev., X
Založnik:American Physical Society
ISSN:2160-3308
COBISS.SI-ID:19686152 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.
Začetek licenciranja:23.09.2019

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:fizika mehke snovi, aktivni nematiki, topološki defekti

Projekti

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0099
Naslov:Fizika mehkih snovi, površin in nanostruktur

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J1-9149
Naslov:Orientacijske interakcije v posplošenem Thomsonovem problemu: dipolna stabilizacija sferičnih nanostruktur

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N1-0124
Naslov:Geometrijsko in topološko vodenje aktivnih elastomerov

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:L1-8135
Naslov:Biološka zdravila: detektor tvorbe proteinskih delcev na osnovi tekočih kristalov

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:COST
Številka projekta:CA17139
Akronim:EUTOPIA

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:EPSRC
Številka projekta:EP/R014604/1

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj