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

Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка

Что полезно есть зимой?

Psychologies
Новая «Буханка». Семь безумных проектов фургона Новая «Буханка». Семь безумных проектов фургона

Самые интересные проекты по созданию «Буханки» нового поколения

РБК
Шоу уродов (и уродиков) — как могла бы выглядеть автомобильная кунсткамера Шоу уродов (и уродиков) — как могла бы выглядеть автомобильная кунсткамера

Самые фриковые автомобили

Maxim
Эминем, Алексей Панин и другие знаменитые отцы, отсудившие детей у бывших жен Эминем, Алексей Панин и другие знаменитые отцы, отсудившие детей у бывших жен

Истории известных пар, дети которых остались с отцами

Cosmopolitan
Как набрать вес мужчине: 12 проверенных способов увеличить процент мыщц, а не жира Как набрать вес мужчине: 12 проверенных способов увеличить процент мыщц, а не жира

Как изменить рацион и образ жизни, чтобы нарастить мышечную массу

Playboy
Тысячеликая депрессия: имя одно, а видов много Тысячеликая депрессия: имя одно, а видов много

Существует столько видов депрессии, сколько людей, находящихся в ней

Cosmopolitan
Коллекции русских писателей: от железных палок до аптечных флаконов Коллекции русских писателей: от железных палок до аптечных флаконов

Предметы, которые коллекционировали русские писатели

Культура.РФ
Это электробус: как «Московский транспорт» становится «зелёным» Это электробус: как «Московский транспорт» становится «зелёным»

Как развиваются электробусы — технологичный и экологичный вид транспорта ?

Inc.
Нити цивилизации Нити цивилизации

Текстиль учил людей считать, подталкивал технический и социальный прогресс

Forbes
Надин Серовски Надин Серовски

Надин Серовски отвечает на блиц-вопросы о себе, отношениях и деньгах

ЖАРА Magazine
Язык добра Язык добра

Три глобальных движения мировых лидеров бизнеса в одной системе координат

Forbes
Лучшие книги о моде: что читать, чтобы развить в себе чувство стиля? Лучшие книги о моде: что читать, чтобы развить в себе чувство стиля?

Вдохновляющие книги о моде

Cosmopolitan
Путешествие за драконом: сэр Дэвид Аттенборо — о приключениях в Индонезии и охоте на огромного варана Путешествие за драконом: сэр Дэвид Аттенборо — о приключениях в Индонезии и охоте на огромного варана

Глава о комодском варане из книги Дэвида Аттенборо «Путешествия натуралиста»

Forbes
Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам

Эти роковые покорители сердец всю жизнь остаются преданны одной женщине - маме

Cosmopolitan
Одна вокруг света: первый опыт скалолазания и несколько американских рекордов Одна вокруг света: первый опыт скалолазания и несколько американских рекордов

102-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Посторонним вход разрешен Посторонним вход разрешен

Дом второй половины XIX века после реставрации

AD
Кого и почему привлекают агрессивные мужчины Кого и почему привлекают агрессивные мужчины

Почему нас могут привлекать опасные партнеры?

Psychologies
Учиться, учиться и ещё... Учиться, учиться и ещё...

Груминг-драма «Учитель» — сериал от FX о страсти и зависимости

ЖАРА Magazine
Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III

Hitman III — заключительная часть трилогии о киллере под именем Агент 47

Esquire
Мы засыпаем быстрее, если используем эти 5 приемов Мы засыпаем быстрее, если используем эти 5 приемов

Топ-5 способов погрузиться в сон быстро без использования специальных препаратов

Psychologies
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
14 лет без Мурата Насырова: главная мечта певца так и не сбылась 14 лет без Мурата Насырова: главная мечта певца так и не сбылась

Четырнадцать лет назад трагически погиб певец Мурат Насыров

Cosmopolitan
Нажали на педаль: как из Тулы делают центр российского трекового велоспорта Нажали на педаль: как из Тулы делают центр российского трекового велоспорта

Каковы шансы России на успех в велоспорте и при чем здесь Тульская область

Esquire
Вошли в историю: 12 звезд, в честь которых назвали сумки Вошли в историю: 12 звезд, в честь которых назвали сумки

Знаменитости, в честь которых названы одни из самых желанных сумок в мире

Cosmopolitan
4 совета, как бегать зимой с удовольствием (да, это реально) 4 совета, как бегать зимой с удовольствием (да, это реально)

Бег в холодную погоду не обязательно должен причинять страдания

Playboy
Manchzz Manchzz

Первое интервью певицы Manchzz: о псевдониме, карьере и аккаунтах в соцсетях

ЖАРА Magazine
Стресс омолаживает кожу! Не веришь? Врач-косметолог расскажет, что происходит Стресс омолаживает кожу! Не веришь? Врач-косметолог расскажет, что происходит

Какой именно стресс влияет на кожу и как справиться с его негативным эффектом

Cosmopolitan
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
OneZero: анонимные издатели зарабатывают на Spotify $1 млн в год, загружая шумы вентиляторов и другие звуки на сервис OneZero: анонимные издатели зарабатывают на Spotify $1 млн в год, загружая шумы вентиляторов и другие звуки на сервис

Авторы, создающие белый шум, нашли способ зарабатывать деньги на стриминге

VC.RU
Думаете завести питомца? Задайте себе эти 8 вопросов Думаете завести питомца? Задайте себе эти 8 вопросов

Как понять, готовый ли вы завести четвероногого друга?

Psychologies
Открыть в приложении