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

Врачи описали два случая передачи опухоли от матери ребенку во время родов Врачи описали два случая передачи опухоли от матери ребенку во время родов

Дети вдохнули материнские раковые клетки, и те поселились в их легких

N+1
Видимые-невидимые - 2 метода коррекции прикуса: брекеты или элайнеры? Видимые-невидимые - 2 метода коррекции прикуса: брекеты или элайнеры?

Что лучше для исправления прикуса — традиции или современные технологии

Cosmopolitan
Ученые встретили двух карликовых жирафов Ученые встретили двух карликовых жирафов

У этих двух молодых самцов жирафов из Уганды и Намибии сильно укорочены ноги

N+1
Работа по два часа в день без постоянных собраний: основатель Gumroad рассказал, как устроены процессы без штата и офиса Работа по два часа в день без постоянных собраний: основатель Gumroad рассказал, как устроены процессы без штата и офиса

Сахил Лавиния: как растить стабильный бизнес и избегать выгорания

VC.RU
Вас обокрали: как происходит плагиат в моде и кому он идет на пользу Вас обокрали: как происходит плагиат в моде и кому он идет на пользу

Бывает ли так, что скандалы из-за плагиата в мире моды заканчиваются миром?

РБК
Пригнать машину из Европы: реальные цены и все варианты Пригнать машину из Европы: реальные цены и все варианты

Все, что официально не поставляется в Россию, но доступно для покупки

РБК
Две красные дорожки! Как звезды должны вести себя на церемониях награждения Две красные дорожки! Как звезды должны вести себя на церемониях награждения

Пройти по красной дорожке почетно, но делать это надо по правилам

Cosmopolitan
ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии

Генетическая инженерия занимается не только продуктами питания

Популярная механика
Кетодиета: инструкция по применению Кетодиета: инструкция по применению

Почему жирный рацион – самый эффективный и здоровый способ похудеть

Cosmopolitan
Расшифровка: почему у нас это не получается Расшифровка: почему у нас это не получается

Неспособность сказать «да» – способ задушить эмоции

Psychologies
9 вариантов использования кокосового масла 9 вариантов использования кокосового масла

Используем кокосовое масло для здоровья, дома и красоты: 9 способов

РБК
Шедевры Уорхола Шедевры Уорхола

Коллекция часов Уорхола доказывает, что в них он разбирался не хуже знатоков

Robb Report
Престо, модерато, адажио Престо, модерато, адажио

Рассказ Игоря Вереснева

Наука и жизнь
Стоит ли доверять остеопату? Что нужно знать, собираясь на прием Стоит ли доверять остеопату? Что нужно знать, собираясь на прием

Остеопатия – популярная медицинская услуга. Кому она полезна, а кому – запрещена

Cosmopolitan
Король галстуков: как журналист Ларри Кинг показал всему миру силу классических аксессуаров Король галстуков: как журналист Ларри Кинг показал всему миру силу классических аксессуаров

Легендарный интервьюер Ларри Кинг прославился не только своим именным телешоу

Esquire
Сергей Зверев, Илья Лагутенко и принцы — 15 знаменитых мужчин, служивших в армии Сергей Зверев, Илья Лагутенко и принцы — 15 знаменитых мужчин, служивших в армии

Кто из знаменитостей не только успел построить карьеру, но и отслужить в армии?

Cosmopolitan
«Представьте, что вы на Burning Man»: как отдыхать на Байкале без вреда для природы, но с пользой для себя «Представьте, что вы на Burning Man»: как отдыхать на Байкале без вреда для природы, но с пользой для себя

Куда ехать и как отдохнуть с комфортом на Байкале?

Forbes
Как открыть детский сад в квартире многоэтажки Как открыть детский сад в квартире многоэтажки

Открыть детский сад на базе обычной квартиры стало проще

СНОБ
«Хорошие плохие чувства: Почему эволюция допускает тревожность, депрессию и другие психические расстройства» «Хорошие плохие чувства: Почему эволюция допускает тревожность, депрессию и другие психические расстройства»

Отрывок из книги «Хорошие плохие чувства» о том, почему страдания полезны

N+1
Сила адаптогенов Сила адаптогенов

Есть растения, которые повышают сопротивляемость организма инфекциям и стрессу

Лиза
5 суперидей для дизайна маникюра и педикюра, которые будут в тренде в 2021 году 5 суперидей для дизайна маникюра и педикюра, которые будут в тренде в 2021 году

Фольга, кристаллы, растяжка блестками и еще много красивого для твоих ногтей!

Cosmopolitan
В роли жилетки В роли жилетки

6 способов утешить подругу в беде

Лиза
Время Чулпан Время Чулпан

Чулпан Хаматова — героиня видеопроекта «Сноба» «Ты и Вы»

СНОБ
Поле для творчества Поле для творчества

Дом в Тамани — комфортное, креативное пространство с современным искусством

SALON-Interior
Арт-терапия Арт-терапия

Дарья Майер выбрала монохром для интерьера этой квартиры

AD
Павел Деревянко: «У меня снова перемены в личной жизни» Павел Деревянко: «У меня снова перемены в личной жизни»

Павел Деревянко о любимых сказках, суперсчастливом детстве и походе к психологу

Cosmopolitan
Ну мымра и разошлась! Ну мымра и разошлась!

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

Лиза
10 ситуаций, которые выглядят романтично в фильмах, но в жизни — пугающе 10 ситуаций, которые выглядят романтично в фильмах, но в жизни — пугающе

Кино — это не инструкция по применению!

Maxim
Срок годности: как эйджизм разрушает женские карьеры Срок годности: как эйджизм разрушает женские карьеры

Почему дискриминация по возрасту опасна в первую очередь для женщин

Forbes
Редактирование генома позволило мышам с прогерией дожить до старости Редактирование генома позволило мышам с прогерией дожить до старости

Ученые продвинулись в терапии болезни ускоренного старения Хатчинсона-Гилфорда

N+1
Открыть в приложении