Физики расплавили двумерный плазменно-пылевой кристалл из частиц полистирола

N+1Наука

Физики пронаблюдали фазу гексатик при плавлении двумерной пыльной плазмы

Артем Моськин

E. V. Vasilieva et al. / Scientific reports, 2021

Российские физики расплавили двумерный плазменно-пылевой кристалл из частиц полистирола с никелевым напылением и подтвердили, что в ходе плавления образуется промежуточная фаза гексатик с близким позиционным порядком и квазидальным шестикратным ориентационным порядком. С помощью расчета координат и траекторий движения частиц авторы получили диффракционную картину и границы параметра связывания (мера упорядоченности), при которых такая фаза существует. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

В двумерных системах физические явления протекают более экзотично, чем в трехмерных. В 2016 году первоооткрывателям топологических фазовых переходов Дэвиду Таулессу и Майклу Костерлицу присудили нобелевскую премию по физике, о чем мы рассказывали в материале «Топологически защищен». Фазовые переходы в двумерных системах значительно отличаются от стандартного плавления или кристаллизации. По теории, разработанной Березинским, Костерлицем и Таулессом и дополненной Галпериным, Нельсоном и Юнгом, в ходе перехода двумерного вещества из твердого в жидкое появляется промежуточная фаза — гексатик, которая характеризуется наличием близкого позиционного порядка и квазидального ориентационного порядка по шести направлениям.

Такой переход был лишь предсказан теорией, а экспериментаторы много лет ищут следы двухстадийного перехода в двумерных системах. Например, его обнаруживали в электронных монослоях на поверхности жидкого гелия, в полимерных коллоидных частицах, жидких кристаллах, сверхпроводниках и в плазменно-пылевых кристаллах. Обнаружить их существование в пылевой плазме получилось только несколько лет назад — для ее обнаружения ученые исследовали корреляцию движения частиц полистирола в плоскости, поместив их в газоразрядную камеру, наполненной аргоном. Для нагрева двумерного плазменно-пылевого двумерного кристалла физики использовали аргоновый лазер и варьировали его мощность. Однако полноценному изучению фазы гексатика помешала нестабильность двумерной системы.

В этот раз Елена Васильева (E.V. Vasilieva) с коллегами из Объединенного института высоких температур РАН и МФТИ повысила устойчивость системы, используя в качестве десятимикрометровые частицы полистирола с напыленным на поверхности никелем. Частицы подаются вместе с газом в камеру между электродами, на которые подается радиочастотный ток, они отрицательно заряжаются из-за ионизации атомов аргона и зависают на уровне, где компенсируются электростатическая и гравитационная силы, формируя периодическую решетку. Чтобы предотвратить расползание частиц по плоскости, в области концентрации ученые установили ограничительное металлическое кольцо.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Нейрохирург рассказал о пяти привычках, которые сделают нас умнее Нейрохирург рассказал о пяти привычках, которые сделают нас умнее

Санджай Гупта, нейрохирург: необходимо прокачивать свои когнитивные способности

Playboy
Ты про них точно не слышала! 10 полезных бьюти-лайфхаков от звездного визажиста Ты про них точно не слышала! 10 полезных бьюти-лайфхаков от звездного визажиста

Полезные лайфхаки, которые пригодятся всем при создании ежедневного макияжа

Cosmopolitan
Век поля не видать: 8 самых скандальных преступников в истории футбола Век поля не видать: 8 самых скандальных преступников в истории футбола

Футболисты, проделавшие путь от скамьи футбольной до скамьи судебной

Maxim
«Жизнь и борьба Белостокского гетто. Записки участника Сопротивления» «Жизнь и борьба Белостокского гетто. Записки участника Сопротивления»

Отрывок из книги Сергея Беркнера о Белостокском гетто — его жизни и восстании

N+1
Лён да лён кругом: как отмечать льняную свадьбу и какие подарки дарить Лён да лён кругом: как отмечать льняную свадьбу и какие подарки дарить

На четвертый год брака отмечается льняная, восковая или веревочная свадьба

Cosmopolitan
В роли жилетки В роли жилетки

6 способов утешить подругу в беде

Лиза
Отрывок из книги Арто Паасилинна «Тысяча Чертей пастора Хуусконена» Отрывок из книги Арто Паасилинна «Тысяча Чертей пастора Хуусконена»

Отрывок из первой главы романа финского писателя Арто Паасилинна

СНОБ
Пианист Константин Емельянов — о Чайковском, прокрастинации и тишине Пианист Константин Емельянов — о Чайковском, прокрастинации и тишине

Константин Емельянов —— об авторских интерпретациях и стершихся границах

РБК
Что делают с ногами каблуки: деформированные стопы звезд Что делают с ногами каблуки: деформированные стопы звезд

Туфли с узким мыском и на высоком каблуке - самая вредная обувь!

Cosmopolitan
Взрослые самки острохвостых амадин сохранили любовь к отцовским песням Взрослые самки острохвостых амадин сохранили любовь к отцовским песням

Самки острохвостых амадин с детства запоминают песню отца

N+1
Ну мымра и разошлась! Ну мымра и разошлась!

Упражнения и советы, чтобы справиться с страхом перед руководителем на работе

Лиза
Архитектурные проекты прошлого, которые рассказывают о будущем Архитектурные проекты прошлого, которые рассказывают о будущем

Идеи будущего Ле Корбюзье, Эля Лисицкого, советских и зарубежных архитекторов

VC.RU
Художник не должен быть голодным: три мифа о творческих индустриях Художник не должен быть голодным: три мифа о творческих индустриях

Глава из книги «Уйти нельзя остаться», посвященной работе в кино

Forbes
Актер советского кино и другие интересные факты о Кристиане Бейле Актер советского кино и другие интересные факты о Кристиане Бейле

Все ли знают, что самая первая роль Кристиана Бейла была в советском фильме?

Maxim
Зима будет долгой, но все обойдется Зима будет долгой, но все обойдется

Климат в нашей стране словно рассчитан на уничтожение неприятеля

Psychologies
Кто Кто

Решите вашу проблему номер один

kiozk originals
Материнское выгорание: почему нам кажется, что мы недостаточно хорошие мамы Материнское выгорание: почему нам кажется, что мы недостаточно хорошие мамы

Ты чувствуешь себя недостаточно хорошей матерью?

Cosmopolitan
Мед и корица: 4 причины чаще есть их вместе Мед и корица: 4 причины чаще есть их вместе

Мед и корица отлично поддерживают организм

Лиза
Bon mot на колесах. Тест-драйв кроссовера Citroёn C5 Aircross Bon mot на колесах. Тест-драйв кроссовера Citroёn C5 Aircross

Кроссовер Citroёn C5 Aircross примечателен не только тем, что он — не седан

СНОБ
Новые светские герои: кто они и что о них думают эксперты Новые светские герои: кто они и что о них думают эксперты

Откуда взялись новые герои светской Москвы

РБК
10 книг о любви и отношениях. Выбор психолога 10 книг о любви и отношениях. Выбор психолога

10 книг, которые отвечают на вопросы о взаимодействии в паре

РБК
Несвобода слова: как американские соцсети стали участниками политической борьбы Несвобода слова: как американские соцсети стали участниками политической борьбы

Почему американские соцсети задействовали жесткую цензуру Трампа?

Forbes
Поговорим о «Душе»: почему проекты студии Pixar нравятся всем Поговорим о «Душе»: почему проекты студии Pixar нравятся всем

«Душа» — очередной успех в веренице безотказно успешных проектов Pixar

РБК
Плохой «Учитель»: что такое «груминг» и почему за это можно сесть в тюрьму Плохой «Учитель»: что такое «груминг» и почему за это можно сесть в тюрьму

Разбираемся, почему отношения между учителем и учеником недопустимы

Forbes
Разоблачение великого витаминного надувательства Разоблачение великого витаминного надувательства

Почему человечество потребляет витамины, но пока еще не стало бессмертным?

Maxim
5 мест для зимнего (и не только) отдыха рядом с Москвой и Питером 5 мест для зимнего (и не только) отдыха рядом с Москвой и Питером

Подборка для тех, кто уже устал от городской суеты

GQ
Как открыть детский сад в квартире многоэтажки Как открыть детский сад в квартире многоэтажки

Открыть детский сад на базе обычной квартиры стало проще

СНОБ
Как зарабатывать больше, чем ты заслуживаешь Как зарабатывать больше, чем ты заслуживаешь

Как требовать прибавки к зарплате, получить ее и потребовать еще втрое больше

Maxim
Бесславные малютки: 10 главных детских пороков Бесславные малютки: 10 главных детских пороков

Психолог — об опасных вредных привычках детей и о том, как с этим бороться

Maxim
Стареющие камышовки остались успешными матерями благодаря подросшим помощникам Стареющие камышовки остались успешными матерями благодаря подросшим помощникам

Старшие птенцы сейшельских камышовок помогают самках ухаживать за потомством

N+1
Открыть в приложении