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

Ужасный волк оказался не волком Ужасный волк оказался не волком

Предки этих хищников разошлись с предками волков 5,7 миллиона лет назад

N+1
Как искупаться в проруби и не заболеть Как искупаться в проруби и не заболеть

Хочешь ты того или нет, но моржевание улучшает кровоснабжение внутренних органов

Maxim
Микробиом хлебной закваски оказался независим от географического положения Микробиом хлебной закваски оказался независим от географического положения

Взаимодействие микробов друг с другом в закваске повлияло на вкус хлеба

N+1
Почему женщины редко становятся шеф-поварами и с какой травлей они сталкиваются Почему женщины редко становятся шеф-поварами и с какой травлей они сталкиваются

Шеф-повар Алена Солодовиченко о том, как искала подход к коллегам-мужчинам

GQ
Всему свое место: правила умного хранения вещей Всему свое место: правила умного хранения вещей

Если кухня, детская или гардеробная похожи на склад — их можно преобразить

Psychologies
Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили

В прошедшем десятилетии были вещи, которые мы полюбили искренне

РБК
Частные тюрьмы как инвестиционный инструмент: сколько на них зарабатывают и почему с ними борются активисты Частные тюрьмы как инвестиционный инструмент: сколько на них зарабатывают и почему с ними борются активисты

Частные тюрьмы — прибыльный бизнес со своими рисками и конфликтами интересов

VC.RU
Тайский бренд обвинили в использовании труда обезьян для сбора кокосов — продажу товаров остановили 28 тысяч магазинов Тайский бренд обвинили в использовании труда обезьян для сбора кокосов — продажу товаров остановили 28 тысяч магазинов

Chaokoh использует труд обезьян на фермах в Таиланде

VC.RU
Три главных тренда автомобильного рынка будущего Три главных тренда автомобильного рынка будущего

Что год грядущий готовит всем автомобилистам?

СНОБ
10 научно-фантастических фильмов, в которых все правильно 10 научно-фантастических фильмов, в которых все правильно

Фантастические фильмы, которые действительно похожи на правду

Maxim
4 совета, как сделать свое тело гибче (даже если ты думаешь, что это невозможно) 4 совета, как сделать свое тело гибче (даже если ты думаешь, что это невозможно)

Когда наклон, чтобы коснуться пальцев ног, кажется невыполнимой задачей

Playboy
5 признаков, что в твоей диете не хватает жиров (и это плохо) 5 признаков, что в твоей диете не хватает жиров (и это плохо)

Жир — вовсе не зло

Playboy
Прокрастинация: почему мы откладываем дела и что с этим делать Прокрастинация: почему мы откладываем дела и что с этим делать

Что такое прокрастинация и как с ней бороться

РБК
Шорты и сахар: 10 самых странных правил королевского этикета Шорты и сахар: 10 самых странных правил королевского этикета

За жизнью Елизаветы II и ее семьи следит весь мир

Cosmopolitan
«У меня всегда будут мои звезды»: как первая российская женщина-астроном встретила революцию «У меня всегда будут мои звезды»: как первая российская женщина-астроном встретила революцию

Отрывок из биографии женщины-астронома Нины Субботиной

Forbes
Ученые показали нуклеазную функцию необходимого вирусу Эпштейна — Барр белка Ученые показали нуклеазную функцию необходимого вирусу Эпштейна — Барр белка

Раскрыт механизм, поддерживающий присутствие вируса Эпштейна — Барр в клетках

N+1
Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление

Отрывок из книги Андерса де ла Мотта «Осеннее преступление»

СНОБ
7 проблем со здоровьем, которые может решить диета 7 проблем со здоровьем, которые может решить диета

Снижение калорийности питания и выбор правильных продуктов продлевают жизнь

Лиза
Недобрый дедушка: пятерка самых отвязных Санта Клаусов из рождественских фильмов Недобрый дедушка: пятерка самых отвязных Санта Клаусов из рождественских фильмов

Санта Клаус — это не добрый белобородый старик, и подарки он никому не дарит

Cosmopolitan
Кнопочные телефоны в 2021 году: а есть ли разница? Кнопочные телефоны в 2021 году: а есть ли разница?

Чем сегодня отличаются кнопочные телефоны друг от друга и кто ими пользуется

CHIP
Стыд и срам. Миф о женской моногамности Стыд и срам. Миф о женской моногамности

Чем отличается мужская и женская сексуальность?

СНОБ
19 самых культовых противостояний в обществе, бизнесе и культуре 19 самых культовых противостояний в обществе, бизнесе и культуре

В настоящей жизни ничьих не бывает

Maxim
Джонатан Литэм: Помутнение Джонатан Литэм: Помутнение

Отрывок из романа-игры Джонатана Литэма «Помутнение»

СНОБ
Даешь контакт! Даешь контакт!

Как заставить-уговорить отца заниматься воспитанием детей?

Лиза
Как не угодить в водородную ловушку Как не угодить в водородную ловушку

Россия может занять место ключевого провайдера водорода для Европы

Эксперт
«Дом с прислугой»: то ли триллер, то ли черная комедия о кукле, которая превращается в младенца «Дом с прислугой»: то ли триллер, то ли черная комедия о кукле, которая превращается в младенца

Второй сезон сериала «Дом с прислугой» поднимает важные и сложные темы

Forbes
25 способов быстро похудеть 25 способов быстро похудеть

Чтобы распрощаться с лишним весом, тебе не придется ничего покупать

Maxim
Самые странные корабли, когда-либо выходившие в море Самые странные корабли, когда-либо выходившие в море

Как тебе такое, Дейви Джонс?

Maxim
Мудборд: как поднятый воротник пальто стал атрибутом «шпионского стиля» — и добавляет образу лихости Мудборд: как поднятый воротник пальто стал атрибутом «шпионского стиля» — и добавляет образу лихости

Одна небольшая деталь — и образ считывается совсем иначе

Esquire
Как разговаривать с кем угодно, когда угодно и где угодно: уроки успешных разговоров из книги Ларри Кинга Как разговаривать с кем угодно, когда угодно и где угодно: уроки успешных разговоров из книги Ларри Кинга

Отрывок из книги Ларри Кинга, посвященной ораторскому мастерству

VC.RU
Открыть в приложении