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

Эмбодимент-программа: как можно развивать телесный интеллект Эмбодимент-программа: как можно развивать телесный интеллект

Зачем (и о чем) думать, пробегая марафон или качая бицепсы?

GQ
Сказ о том, как воробьиный сычик мастер-класс давал… Сказ о том, как воробьиный сычик мастер-класс давал…

Воробьиный сычик — самая маленькая сова, встречающаяся в России

Наука и жизнь
Как программист с Украины и экс-партнер Маска стал новым долларовым миллиардером Как программист с Украины и экс-партнер Маска стал новым долларовым миллиардером

Макс Левчин — революционер на рынке потребительского кредитования

Forbes
30 000 долларов в месяц только на вино: как Джонни Депп разрушал свою карьеру 30 000 долларов в месяц только на вино: как Джонни Депп разрушал свою карьеру

Джонни Депп талантлив, привлекателен и до недавнего времени был весьма успешен

Cosmopolitan
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
Глобус, который мы потеряли Глобус, который мы потеряли

Хит-парад самых известных стран, которых не было

Maxim
«В каждой машине есть немного Нильса Болина»: тред о создании ремня безопасности и отказе Volvo зарабатывать на нём «В каждой машине есть немного Нильса Болина»: тред о создании ремня безопасности и отказе Volvo зарабатывать на нём

Перевод Twitter-треда основателя сервисов Macro и Gamer Sensei Анкита Харатхи

VC.RU
Пророк антропоцена: как Пауль Крутцен помог возвысить и напугать человечество Пророк антропоцена: как Пауль Крутцен помог возвысить и напугать человечество

Пауль Крутцен рассказал о могуществе человечества и о том, как это нам угрожает

N+1
Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили

В прошедшем десятилетии были вещи, которые мы полюбили искренне

РБК
Мальчики в платьях и еще 4 ненормальности, которые были нормой жизни 100 лет назад Мальчики в платьях и еще 4 ненормальности, которые были нормой жизни 100 лет назад

Современные люди точно будут в шоке от того, что в прошлом считалось нормальным

Maxim
Кто Кто

Решите вашу проблему номер один

kiozk originals
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
Начни заранее: 15 заделов на будущее, пока тебе нет 25 Начни заранее: 15 заделов на будущее, пока тебе нет 25

Эти правила помогут тебе сохранить бодрость духа и эффективнее достигать целей

Cosmopolitan
Правила жизни Адриано Челентано Правила жизни Адриано Челентано

Правила жизни музыканта и актера Адриано Челентано

Esquire
«Расслабленная чувственность»: дизайнер Симон Роша — о коллаборации с H&M и первом опыте работы с мужской одеждой «Расслабленная чувственность»: дизайнер Симон Роша — о коллаборации с H&M и первом опыте работы с мужской одеждой

Симон Роша о создании мужской коллекции и H&M

Esquire
«Не могу написать в объявлении, что я Дед Мороз с антителами, потому что у меня их нет»: актёр о работе в праздники «Не могу написать в объявлении, что я Дед Мороз с антителами, потому что у меня их нет»: актёр о работе в праздники

Как работает Дед Мороз, который ни разу не давал объявлений

VC.RU
Савонарола: борец с коррупцией и искусством Савонарола: борец с коррупцией и искусством

Джироламо Савонарола стал символом бескомпромиссной схватки за чистоту церкви

Дилетант
7 идиотских изобретений, не доживших, к счастью, до наших дней! 7 идиотских изобретений, не доживших, к счастью, до наших дней!

Не каждое изобретение полезно и ценно для общества и истории

Maxim
Бессонное царство Бессонное царство

Как перестать гонять мысли по кругу и быстро заснуть?

Лиза
Тариф Тариф

Говорят, чтобы сбылось самое невероятное желание, нужно только очень захотеть

Cosmopolitan
Отрывок из книги «Какое будущее мы выбираем» Отрывок из книги «Какое будущее мы выбираем»

Что необходимо сделать, чтобы предотвратить последствия климатических изменений?

СНОБ
11 увлекательных фактов о самой лучшей машине времени 11 увлекательных фактов о самой лучшей машине времени

Что ты знаешь о Delorean DMC-12?

Maxim
Повелитель стихий Повелитель стихий

Огонь, вода, жизнь и смерть от классика видео-арта Билла Виолы

Vogue
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
5 видов женских животиков и как убрать каждый (без спортзала!) — советы тренера 5 видов женских животиков и как убрать каждый (без спортзала!) — советы тренера

Как избавиться от животика, который так многие девушки не любят

Cosmopolitan
Как правильно слушать свое тело? Рассказывает невролог Как правильно слушать свое тело? Рассказывает невролог

Невролог объясняет, как распознавать сигналы организма и не впадать в ипохондрию

Cosmopolitan
С высоты птичьего полёта С высоты птичьего полёта

Двухуровневый пентхаус в стиле contemporary

SALON-Interior
KIA Mohave. Из аутсайдеров в бестселлеры KIA Mohave. Из аутсайдеров в бестселлеры

KIA Mohave стал популярнее k-pop групп в сегменте больших кроссоверов

4x4 Club
Мертвое золото. Захватывающий рассказ об убийцах, которыми пугают шотландских детей Мертвое золото. Захватывающий рассказ об убийцах, которыми пугают шотландских детей

Самые известные в Шотландии убийцы

Maxim
«Руководитель должен быть толерантным к ошибкам и нетолерантным — к бездействию»: карьерные советы главы Sony Music Russia «Руководитель должен быть толерантным к ошибкам и нетолерантным — к бездействию»: карьерные советы главы Sony Music Russia

Глава Sony Music Russia об эмоциях и особенностях работы в творческой индустрии

Forbes
Открыть в приложении