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
«Потратить любые деньги, чтобы стать лидером»: почему ИТ-компании в Китае инвестируют в групповые покупки в интернете «Потратить любые деньги, чтобы стать лидером»: почему ИТ-компании в Китае инвестируют в групповые покупки в интернете

Цифровые гиганты хотят превратить доверие к соседу в лояльность бренду

VC.RU
Год заботы о себе: одна привычка в месяц на пути к здоровью и счастью Год заботы о себе: одна привычка в месяц на пути к здоровью и счастью

Глава из книги Дженнифер Эштон, посвященной заботе о себе и здоровым привычкам

Forbes
Правила жизни Дэвида Линча Правила жизни Дэвида Линча

Дэвид Линч: я узнал все в своей жизни потому, что решил попробовать что-то новое

Esquire
4 правила самосохранения для эмпатов 4 правила самосохранения для эмпатов

Как эмпату уберечь себя и сохранить способность сопереживать?

Psychologies
Как зарабатывать больше, чем ты заслуживаешь Как зарабатывать больше, чем ты заслуживаешь

Как требовать прибавки к зарплате, получить ее и потребовать еще втрое больше

Maxim
Конец эпохи Аресибо Конец эпохи Аресибо

Cамый известный в мире радиотелескоп разрушился

Наука и жизнь
Война с алой розой Война с алой розой

Как бороться с розацеа — кожным заболеванием, бичом нашего времени

Tatler
10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества 10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества

Какое же событие подвергло человечество наибольшей опасности

Популярная механика
«Люди обожают большие кнопки»: почему мозг считает мышь и тачскрин лучше голосовых технологий и как это влияет на дизайн «Люди обожают большие кнопки»: почему мозг считает мышь и тачскрин лучше голосовых технологий и как это влияет на дизайн

Как эволюционные механизмы влияют на наш выбор устройств и интерфейсов

VC.RU
Как выбраться из тонущего автомобиля. Пошаговая инструкция Как выбраться из тонущего автомобиля. Пошаговая инструкция

Объясняем, как попробовать себя в роли Бонда, если твоя машина ушла под воду

Maxim
Исследование Уортонской школы бизнеса: уровень дохода влияет на счастье — больше, чем считалось ранее Исследование Уортонской школы бизнеса: уровень дохода влияет на счастье — больше, чем считалось ранее

Новое исследование показало, что, зарабатывая больше, люди чувствуют себя лучше

Inc.
«Все как у всех?»: почему так сложно распознать абьюз «Все как у всех?»: почему так сложно распознать абьюз

Жертва насилия не всегда понимает, что оказалась жертвой

Psychologies
Елочка, живи! Елочка, живи!

Как продлить жизнь новогодним украшениям и зеленой красавице

Лиза
«Бывшие» 3 сезон: Полина Гагарина дебютирует на экране «Бывшие» 3 сезон: Полина Гагарина дебютирует на экране

Третий сезон сериала «Бывшие» интригует зрителей

Cosmopolitan
Топ-10 вредных финансовых советов и их разоблачение Топ-10 вредных финансовых советов и их разоблачение

Маленький ликбез, который поможет не потерять много денег

Maxim
Разрешите себе лениться: зачем это нужно и почему полезно Разрешите себе лениться: зачем это нужно и почему полезно

Специалисты призывают не подавлять свою потребность иногда полениться

Psychologies
Евпатий Коловрат: сотворение героя Евпатий Коловрат: сотворение героя

Существовал ли Евпатий Коловрат

Дилетант
8 научных фактов о пользе и вреде имбиря 8 научных фактов о пользе и вреде имбиря

Разбираемся, кому имбирь может быть полезен, а кому стоит его избегать

РБК
5 новых фильмов о моде, которые стоит посмотреть на каникулах 5 новых фильмов о моде, которые стоит посмотреть на каникулах

Советуем несколько отличных новых документальных фильмов о моде

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
Ветер перемен Ветер перемен

Фрэнка Гери можно считать революционером

AD
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
Как лучшие оптические иллюзии обманывают твой мозг Как лучшие оптические иллюзии обманывают твой мозг

Чтобы обмануть мозг, нужно просто показать ему эти изображения

Maxim
Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire) Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire)

Андрей Рывкин: масштаб личности Трампа стал больше должности президента США

Esquire
Метод зеленой ручки Метод зеленой ручки

5 способов мотивировать ребенка на учебу

Лиза
Джордж Оруэлл: 1984. Первая глава нового перевода Джордж Оруэлл: 1984. Первая глава нового перевода

Первая глава из антиутопии Джорджа Оруэлла «1984» в новом переводе

СНОБ
Открыт новый тип невероятно прочной химической связи Открыт новый тип невероятно прочной химической связи

Во время химических реакций возникают все новые и новые связи

Популярная механика
Продавец волос, писатель, промальпинист и другие — как проходят их будни и сколько они зарабатывают Продавец волос, писатель, промальпинист и другие — как проходят их будни и сколько они зарабатывают

Монологи представителей разных профессий

VC.RU
6 способов наполнить праздничные дни добротой и смыслом 6 способов наполнить праздничные дни добротой и смыслом

Длинные январские каникулы порой навевают тоску

Psychologies
Открыть в приложении