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

Починить всё, что угодно: история изоленты Починить всё, что угодно: история изоленты

Изоленту изобретали дважды, два разных человека и компании

VC.RU
10 лучших альтернативных источников энергии 10 лучших альтернативных источников энергии

Наша цивилизация нуждается в огромных количествах энергии, но где её добыть?

Популярная механика
Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции

Отрывок из книги Юрия Беккера «Свидетели самоизоляции» о буднях людей в локдауне

СНОБ
«Зачем университет? Трата времени»: Шепелев об образовании сына Жанны Фриске «Зачем университет? Трата времени»: Шепелев об образовании сына Жанны Фриске

Телеведущий Дмитрий Шевелев высказался на злободневную для родителей тему

Cosmopolitan
7 самых громких скандалов в истории музыки 7 самых громких скандалов в истории музыки

Какие же омерзительные гадости вытворяют звезды шоу-бизнеса!

Maxim
Что скрывает ипохондрия? Что скрывает ипохондрия?

Психолог — о тревоге ипохондрика и почему с ней так трудно справиться

Psychologies
Зима будет долгой, но все обойдется Зима будет долгой, но все обойдется

Климат в нашей стране словно рассчитан на уничтожение неприятеля

Psychologies
Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем

Физик Митио Каку поделился прогнозами о будущем

Inc.
Сила адаптогенов Сила адаптогенов

Есть растения, которые повышают сопротивляемость организма инфекциям и стрессу

Лиза
Наследие Орды в русском языке Наследие Орды в русском языке

Откуда в русском языке огромное количество тюркских слов?

Дилетант
Анастасия Волочкова. Почему она ушла из Большого и чем занимается сейчас Анастасия Волочкова. Почему она ушла из Большого и чем занимается сейчас

Как Анастасия Волочкова стала примой балета и чем занимается сейчас?

Cosmopolitan
Как найти компромисс в отношениях: 9 беспроигрышных советов от экспертов Как найти компромисс в отношениях: 9 беспроигрышных советов от экспертов

Как правильно находить компромисс со своей возлюбленной, избегая конфликтов

Playboy
Отрывок из книги Дэниела Киза «Элджернон, Чарли и я» Отрывок из книги Дэниела Киза «Элджернон, Чарли и я»

Отрывок из книги Дэниела Киза о его писательском пути

СНОБ
От слинков до спиннеров: хайповые игрушки, которые были почти у каждого, но потом куда-то исчезли От слинков до спиннеров: хайповые игрушки, которые были почти у каждого, но потом куда-то исчезли

Эти игрушки были очень популярны, но оказались быстро забыты

Maxim

Куда приводят зрителя мечты Пита Доктера

Esquire
Порно-реванш: почему мужчины делятся интимными фото и видео бывших подруг Порно-реванш: почему мужчины делятся интимными фото и видео бывших подруг

Разобрались, почему мужчины устраивают порно-месть своим бывшим девушкам

Psychologies
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
Как мы отталкиваем других, сами того не желая Как мы отталкиваем других, сами того не желая

Когда мы не уверены в себе, мы пытаемся компенсировать это за счет окружающих

Psychologies
Совместный полет Совместный полет

Как владельцы «Самолета» собрали крупнейший земельный банк и провели IPO

Forbes
Пятерка с минусами Пятерка с минусами

Пять самых невыносимых типов мужчин

Cosmopolitan
15 самых отвратительных пицц в мире 15 самых отвратительных пицц в мире

Карательная кулинария добралась до любимого всеми итальянского блюда

Maxim
Почему имплантация невозможна без стоматолога-ортопеда? Почему имплантация невозможна без стоматолога-ортопеда?

Почему для успеха имплантации необходимы не один врач, а два

Cosmopolitan
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
Избыток водорода на белом карлике объяснили поглощением богатой водой планетезимали Избыток водорода на белом карлике объяснили поглощением богатой водой планетезимали

Как объяснить большое содержание водорода в атмосфере белого карлика GD 424?

N+1
От куртизанок до принцесс: 6 знаменитостей, заставивших нас полюбить чокеры От куртизанок до принцесс: 6 знаменитостей, заставивших нас полюбить чокеры

Вспоминаем знаменитостей, заставивших нас влюбиться в ожерелья "под горло".

Cosmopolitan
5 черт людей с низким эмоциональным интеллектом 5 черт людей с низким эмоциональным интеллектом

Что свойственно людям с низким эмоциональным интеллектом?

Psychologies
Правила жизни Элайджи Вуда Правила жизни Элайджи Вуда

Правила жизни актера Элайджи Вуда

Esquire
Не просто усталость Не просто усталость

Синдром хронической усталости – опасное и коварное состояние

Лиза
«Я вышла замуж за игромана» «Я вышла замуж за игромана»

История созависимости и зависимости от нашей героини

Psychologies
Делим с партнером домашние обязанности: 4 шага, которые помогут договориться Делим с партнером домашние обязанности: 4 шага, которые помогут договориться

Как поделить домашние обязанности между партнерами справедливо и без стереотипов

Psychologies
Открыть в приложении