Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Nieuwe theorie voor vloeibare kristallen met hoge symmetrie

LCD-schermen gebruiken vloeibare kristallen die weliswaar een vloeistof vormen maar toch in hoge mate geordend zijn. Een nieuwe theorie brengt nu het samenspel in kaart tussen orde, temperatuur en symmetrie. Publicatie in Physical Review X.

De kans is groot dat je nu naar een verzameling vloeibare kristallen staart. De meeste beeldschermen zijn tegenwoordig liquid crystal displays (LCD) en hebben in alle pixels een aantal vloeibare kristallen. De computer bepaalt via stroompjes door elk vloeibaar kristal of dat licht blokkeert of doorlaat, zodat de juiste kleurenfilters het pixel de gewenste kleur geeft.

Temperatuur

LCD-techniek heeft een bepaalde mate van orde nodig. Als het beeldscherm te warm wordt, zullen de vloeibare kristallen overgaan in een nutteloze, chaotische ordinaire vloeistof. Bij kamertemperatuur vormen ze ook een vloeistof, maar hebben ze de benodigde hoge mate van ordening. Leids theoretisch fysicus prof. Jan Zaanen heeft nu met zijn groep een theorie geformuleerd over het samenspel tussen symmetrie, orde en temperatuur.

Symmetry

Hoe symmetrischer een vloeibaar kristal is, des te kouder hij moet zijn om nog voldoende geordend te zijn. Bij symmetrie in veel richtingen valt het immers minder snel op wanneer iets scheef staat. In onderstaande figuur zien we links de geordende toestand—in de grafiek weergegeven met paars. Bij lage symmetrie (links in grafiek) houdt hij zelfs nog op hoge temperatuur stand, maar bij hoge symmetrie (rechts in grafiek) is daar extreme kou voor nodig.

 

De linker figuur geeft de geordende toestand weer. In de grafiek is dit aangegeven in paars. Bij lage symmetrie (links in grafiek) houdt de geordende toestand zelfs nog stand op hoge temperatuur, maar bij lage symmetrie (rechts in grafiek) is daar extreme kou voor nodig.