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

Как завести машину, если сел аккумулятор. Все способы Как завести машину, если сел аккумулятор. Все способы

Как оживить аккумулятор в одиночку?

РБК
Пользователи Reddit «по приколу» подняли акции «вымирающих» розничных магазинов игр GameStop более чем на 360% Пользователи Reddit «по приколу» подняли акции «вымирающих» розничных магазинов игр GameStop более чем на 360%

Инвестиционные компании потеряли миллиарды долларов из-за пользователей Reddit

VC.RU
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
Пояс Аполлона и другие стандарты мужской красоты от первобытной пещеры до наших дней Пояс Аполлона и другие стандарты мужской красоты от первобытной пещеры до наших дней

Как драматически менялось идеальное мужское тело в разные века

Maxim
Что делать, если в машине примерзла дверь. 5 советов Что делать, если в машине примерзла дверь. 5 советов

Почему «дедовские» способы открыть замерзшую дверь автомобиля не сработают

РБК
Антипохмелин от MAXIM: самые эффективные способы экстренного отрезвления Антипохмелин от MAXIM: самые эффективные способы экстренного отрезвления

Секретные трюки избавления от похмелья

Maxim
От второй чеченской войны до протестов на Болотной: писатель Захар Прилепин — о России нулевых От второй чеченской войны до протестов на Болотной: писатель Захар Прилепин — о России нулевых

Почему после 90-х страна ждала от наступающего десятилетия большего

Esquire
Новый хамелеон с Мадагаскара оказался самой маленькой рептилией Новый хамелеон с Мадагаскара оказался самой маленькой рептилией

Ученые открыли на Мадагаскаре новый вид крошечных хамелеонов-брукезий

N+1
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
Зима будет долгой, но все обойдется Зима будет долгой, но все обойдется

Климат в нашей стране словно рассчитан на уничтожение неприятеля

Psychologies
Обзор смарт-телевизора KIVI 55U710KB: 4K и управление голосом Обзор смарт-телевизора KIVI 55U710KB: 4K и управление голосом

Разбираемся в плюсах и минусах смарт-телевизора KIVI на платформе Android TV

CHIP
Биотопливо из сахарного тростника обвинили в выбросах закиси азота Биотопливо из сахарного тростника обвинили в выбросах закиси азота

Сахарный тростник может негативно влиять на экологию — исследование

N+1
В каких продуктах содержится витамин K и как восполнить его дефицит В каких продуктах содержится витамин K и как восполнить его дефицит

Выясняем, чем опасен дефицит витамина К и как его восполнить

РБК
Product Hunt: как из почтовой рассылки выросла платформа для новых продуктов Product Hunt: как из почтовой рассылки выросла платформа для новых продуктов

История бизнеса Product Hunt и его создателя Райана Хувера

VC.RU
Синдром задержки фазы сна: что это и как совам справиться с проблемой Синдром задержки фазы сна: что это и как совам справиться с проблемой

«Не могу лечь до полуночи», «Режим давно сбился», «Мне нужно утром поспать»

РБК
Спину прихватило! Спину прихватило!

Причин боли в спине множество. Как не пропустить тревожные сигналы?

Лиза
7 эффективных способов расслабиться по-настоящему 7 эффективных способов расслабиться по-настоящему

Как научиться глубоко расслабляться с пользой для здоровья

РБК
Отрывок из книги Энтони Бивора «Арденнская операция: Последняя авантюра Гитлера» Отрывок из книги Энтони Бивора «Арденнская операция: Последняя авантюра Гитлера»

Глава из книги Энтони Бивора о последней операции Гитлера в Арденнах

СНОБ
Женщины уже не те. Как и почему менялись представления о женской красоте Женщины уже не те. Как и почему менялись представления о женской красоте

Как на идеал женской красоты влияют экономические и политические условия

Maxim
Детство в гаджетах: как цифровой мир влияет на мышление ребенка Детство в гаджетах: как цифровой мир влияет на мышление ребенка

Какой отпечаток накладывает на личность ребенка цифровой мир?

СНОБ
Думаете завести питомца? Задайте себе эти 8 вопросов Думаете завести питомца? Задайте себе эти 8 вопросов

Как понять, готовый ли вы завести четвероногого друга?

Psychologies
Правила жизни Константина Хабенского Правила жизни Константина Хабенского

Правила жизни актера Константина Хабенского

Esquire
Прочнее дерева: как праздновать деревянную свадьбу и что на нее дарить Прочнее дерева: как праздновать деревянную свадьбу и что на нее дарить

Первый юбилей семейной жизни – деревянная свадьба. Что дарить и как отмечать?

Cosmopolitan
Тайные знаки: зачем королева Елизавета ставит сумку на стол и теребит кольцо Тайные знаки: зачем королева Елизавета ставит сумку на стол и теребит кольцо

Какими тайными знаками пользуются монаршие особы и о чем они говорят

Cosmopolitan
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
Как стилисты выбирают одежду клиентам — 15 лайфхаков, о которых ты не знала Как стилисты выбирают одежду клиентам — 15 лайфхаков, о которых ты не знала

В нашем материале ты найдешь лайфхаки, которые помогают стилистам в их работе

Cosmopolitan
Время собирать камни Время собирать камни

Фрэнсис Макдорманд — о роли в венецианском триумфаторе «Земля кочевников»

Vogue
Как правильно выйти из отпуска и победить «постотпускной синдром» Как правильно выйти из отпуска и победить «постотпускной синдром»

Выйти из отпуска не так просто, как кажется на первый взгляд!

Maxim
«Мы отстаем от Netflix на годы»: онлайн-кинотеатры пожаловались на зарегулированность отрасли «Мы отстаем от Netflix на годы»: онлайн-кинотеатры пожаловались на зарегулированность отрасли

Российские онлайн-кинотеатры излишне зарегулированы в отличие от иностранных

Forbes
«Я ругаюсь после двух рюмок»: Меган Маркл призналась в своих главных слабостях «Я ругаюсь после двух рюмок»: Меган Маркл призналась в своих главных слабостях

Меган Маркл назвала вредные привычки, которые мешают ей в жизни

Cosmopolitan
Открыть в приложении