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

Ужасный волк оказался не волком Ужасный волк оказался не волком

Предки этих хищников разошлись с предками волков 5,7 миллиона лет назад

N+1
Периодические многоножки оказались обладателями жизненного цикла длиной в восемь лет Периодические многоножки оказались обладателями жизненного цикла длиной в восемь лет

Исследователи: японские многоножки имеют восьмилетние жизненные циклы

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
Между джокером и трендом: как изменится мир за первую половину ХХI века Между джокером и трендом: как изменится мир за первую половину ХХI века

Футуролог: анализ текущих трендов позволяет очертить контуры будущего

Forbes
Томми Ориндж: Там мы стали другими Томми Ориндж: Там мы стали другими

Глава из книги Томми Оринджа «Там мы стали другими» о коренном населении Америки

СНОБ
Художник не должен быть голодным: три мифа о творческих индустриях Художник не должен быть голодным: три мифа о творческих индустриях

Глава из книги «Уйти нельзя остаться», посвященной работе в кино

Forbes
20 неочевидных, но полезных функций Telegram 20 неочевидных, но полезных функций Telegram

Использование Telegram можно сделать еще удобнее и эффективнее

GQ
Кого и почему привлекают агрессивные мужчины Кого и почему привлекают агрессивные мужчины

Почему нас могут привлекать опасные партнеры?

Psychologies
Александр Буклов: «Все сразу представляют мужчин в купальниках, которые выполняют женские элементы, но это не так» Александр Буклов: «Все сразу представляют мужчин в купальниках, которые выполняют женские элементы, но это не так»

Интервью с руководителем мужской сборной России по художественной гимнастике

GQ
Дело лидера: как сделать разворот в бизнесе и не рухнуть Дело лидера: как сделать разворот в бизнесе и не рухнуть

Кризис заставляет делать виражи. Как не свалиться в штопор при смене курса?

Forbes
Техника приготовления Техника приготовления

Кухня современного ресторана отличается от твоей примерно так, как МКС от телеги

Maxim
«Не рецензии, а набор стендап-шуток»: кем была Дороти Паркер, самый яркий и едкий публицист довоенной Америки «Не рецензии, а набор стендап-шуток»: кем была Дороти Паркер, самый яркий и едкий публицист довоенной Америки

Отрывок из книги «Нахалки» о писательнице и журналистке Дороти Паркер

Forbes
Вечное перо Вечное перо

Февраль, стоит ему начаться, напоминает нам о таком явлении, как чернила

GQ
Химический элемент Химический элемент

Врач-дерматолог рассказывает о химических пилингах, их вреде и пользе

Лиза
По взаимному согласию. Как вернуть мужа в семью По взаимному согласию. Как вернуть мужа в семью

По взаимному согласию может быть даже несчастливый брак

СНОБ
Веселый ситчик: как отмечать ситцевую свадьбу и какие подарки дарить Веселый ситчик: как отмечать ситцевую свадьбу и какие подарки дарить

Первая годовщина брака – уже юбилей, достойный внимания

Cosmopolitan
Советский Союз Советский Союз

Дизайнер Алена Сковородникова иронично обыграла атрибуты советской эпохи

AD
Сексуально vs вульгарно: 6 правил, которые помогут собрать привлекательный образ Сексуально vs вульгарно: 6 правил, которые помогут собрать привлекательный образ

Разбираемся, как одеваться привлекательно, не пересекая грань пошлости

Cosmopolitan
«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Визит к хорошему астрологу делит жизнь на до и после: интервью с Инной Любимовой Визит к хорошему астрологу делит жизнь на до и после: интервью с Инной Любимовой

Вместе с экспертам разбираемся в том, чем астролог отличается от психолога

Cosmopolitan
Читаем на английском: 5 советов для тех, кто владеет языком на продвинутом уровне Читаем на английском: 5 советов для тех, кто владеет языком на продвинутом уровне

Какие книги ждут тех, кто не хочет останавливаться в изучении английского

Esquire
Руперт Гринт — о «Гарри Поттере», новом сезоне «Дома с прислугой» и отцовстве Руперт Гринт — о «Гарри Поттере», новом сезоне «Дома с прислугой» и отцовстве

Руперт Гринт — о любви к алкоголю и о том, как изменилась его жизнь

Esquire
Долой самобичевание: как не дать страху манипулировать собой Долой самобичевание: как не дать страху манипулировать собой

Отрывок из книги психотерапевта Илсе Санд «С любовью к себе»

Forbes
5 черт людей с низким эмоциональным интеллектом 5 черт людей с низким эмоциональным интеллектом

Что свойственно людям с низким эмоциональным интеллектом?

Psychologies
Почему в городе теплее Почему в городе теплее

Вы не замечали, что стоит зимой уехать из города, как вам становится холоднее?

N+1
Борисовские труды Борисовские труды

Современный интерьер с историческими аллюзиями

AD
«Такое может случиться с каждым»: 4 серьезных удара по нашей психике «Такое может случиться с каждым»: 4 серьезных удара по нашей психике

Многие из нас годами страдают, испытывают эмоциональный дискомфорт

Psychologies
Это не шутки: 5 симптомов ЗППП, которые нельзя игнорировать Это не шутки: 5 симптомов ЗППП, которые нельзя игнорировать

На эти симптомы опасно просто махнуть рукой

Playboy
Найти счастье и завоевать друзей: работают ли сегодня советы Дейла Карнеги? Найти счастье и завоевать друзей: работают ли сегодня советы Дейла Карнеги?

Стоит ли пользоваться советами Дейла Карнеги и помогут ли они преуспеть в жизни?

Psychologies
Всем по потребностям: возможен ли мир без коммерции после 2020-го Всем по потребностям: возможен ли мир без коммерции после 2020-го

Крах капитализма в том виде, каком он есть сейчас, неизбежен

Forbes
Открыть в приложении