Dragan Mihailović, ki poleg IJS-ja sodeluje tudi na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani in na Mednarodni podiplomski šoli Jožefa Stefana, bo v projektu HIMMS raziskoval skrita metastabilna stanja v kvantnih materialih. Gre za stanja, ki so dolgoživa, a niso povsem stabilna, saj so občutljiva na zunanje motnje in lahko preidejo v druga stanja.

Konkretno bodo s sodelavci v projektu eksperimentalno preučevali urejanja elektronov v kvantnih sistemih v časovnem območju, ki je bilo do zdaj nedosegljivo. Razlog za to je bilo pomanjkanje ustreznih metod, ki bi omogočile natančno opazovanje njihovega vedenja. Znanstveniki na IJS-ju pa imajo ambiciozen načrt – razviti želijo nove metode, ki bodo omogočile slikanje gibanja posameznih elektronov v snovi z zelo visoko prostorsko in časovno ločljivostjo – 0,000000000002 sekunde oziroma dve pikosekundi. "Na neki način želimo narediti 'videokamero', ki lahko z atomsko ločljivostjo snema s hitrostjo zaklopa dve pikosekundi," je za STA pojasnil Mihailović.

Te metode bodo torej zelo natančne in bodo lahko zajemale tako majhne časovne intervale, da se bodo eksperimenti lahko približali kar "začetku časa" v kvantnem sistemu, ki ga prek analogije z vesoljem lahko opišemo kot trenutek velikega poka oz. začetka vesolja. "Gre za trenutek, ko sistem elektronov, ki je bil prej urejen, z denimo laserskim sunkom raztreščimo v popolnoma neurejeno stanje, nakar se znova začne urejanje sistema."

Osnove kvantnih sistemov

Z opazovanjem na tako majhnih časovnih intervalih bi lahko raziskovalci bolje razumeli osnovne procese v kvantnih sistemih in odkrili nove vrste urejanja v kvantnih materialih, ki potekajo na različnih časovnih skalah. Rezultati projekta pa bi lahko bili uporabni tudi pri razvoju kvantnih računalnikov. "Če bi nam uspelo, kar smo si v projektu zastavili, bi potencialno lahko zasnovali kvantni procesor na novem principu delovanja," je pojasnil Mihailović.

Kot so sporočili z ministrstva za visoko šolstvo, znanost in inovacije, je na razpis za uveljavljene raziskovalce prispelo 1829 prijav, za financiranje so izbrali 255 projektov. Projekt HIMMS je za Mihailovića že drugi te vrste, oba je pridobil z gostiteljskima ustanovama – Institut Jožef Stefan in Center odličnosti Nanocenter. Prvega je kot prvi v Sloveniji pridobil leta 2012, leta 2017 pa je pridobil tudi ERC-projekt za razvoj inovativnih potencialov svojih raziskav.

Mihailović je svoj projekt prijavil na ERC-panel za fiziko kondenzirane snovi, na katerem so bili v Sloveniji do zdaj pridobljeni največji ERC-projekti. To je hkrati tudi osmi raziskovalni ERC-projekt za IJS kot gostiteljsko ustanovo, ki je po Univerzi v Ljubljani druga najuspešnejša ustanova v Sloveniji.

Na slovenskih ustanovah zdaj delujejo že trije večkratni dobitniki ERC-projektov, med njimi dva, ki sta oba ERC-projekta za uveljavljene raziskovalce pridobila s slovensko ustanovo. To sta poleg Mihailovića še Tomaž Prosen s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani in Jernej Ule s Kemijskega inštituta.