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

Создан самый быстрый метод квантовой генерации случайных чисел Создан самый быстрый метод квантовой генерации случайных чисел

Созданное устройство генерирует случайные числа со скоростью 8.05 Гб в секунду

Популярная механика
Tesla начала выпуск электромобилей без руля. Вместо него появился штурвал Tesla начала выпуск электромобилей без руля. Вместо него появился штурвал

Илон Маск в очередной раз удивил автомобильный рынок

Популярная механика
Светлые головы: звездные блондинки и их образование Светлые головы: звездные блондинки и их образование

Стереотип об интеллекте блондинок всего лишь миф — доказывают жизненные примеры

Cosmopolitan
Самые загадочные смерти: как погибли Дункан, Федорова, Вуд и другие звезды Самые загадочные смерти: как погибли Дункан, Федорова, Вуд и другие звезды

Звезды из этой подборки, к сожалению, закончили жизнь трагически

Cosmopolitan
Мирная речь военного времени: к кому обращался Владимир Путин в Давосе Мирная речь военного времени: к кому обращался Владимир Путин в Давосе

В новой холодной войне у России явный дефицит союзников

Forbes
Mitsubishi Outlander. Просто, зато по-честному Mitsubishi Outlander. Просто, зато по-честному

Mitsubishi Outlander — нестареющая классика

4x4 Club
Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу

Готовить дома магазинные десерты — это вызов себе

Cosmopolitan
10 вдохновляющих фильмов для творческих людей 10 вдохновляющих фильмов для творческих людей

Фильмы, которые способны воодушевить на новые свершения

Psychologies
Стиль «Внутри Лапенко», бабушкины шарфы и женские галстуки: какой будет мода 2021 года Стиль «Внутри Лапенко», бабушкины шарфы и женские галстуки: какой будет мода 2021 года

Исследователь моды рассказывает, какие тренды будут актуальны в 2021 году

Forbes
Сделано, чтобы прилипать Сделано, чтобы прилипать

Почему одни идеи выживают, а другие умирают

kiozk originals
«Автор приводит людей, мы даём поработать с ними»: история и планы платформы Teletype из России, куда Лебедев ушёл из ЖЖ «Автор приводит людей, мы даём поработать с ними»: история и планы платформы Teletype из России, куда Лебедев ушёл из ЖЖ

Площадка Teletype планирует стать лучшей в мире платформой для блогов

VC.RU
«Кто я?»: как оторваться от токсичной семьи и стать самим собой «Кто я?»: как оторваться от токсичной семьи и стать самим собой

Сепарироваться от токсичной семьи — дать себе шанс на счастливую жизнь

Psychologies
Дейрдре Салливан: Сожри или будь пожранным. Рассказ из сборника сказок Дейрдре Салливан: Сожри или будь пожранным. Рассказ из сборника сказок

Рассказ из книги Дейрдре Салливан «13 сказок лесов и морей»

СНОБ
Хулиган, наркоман, хронический больной: неожиданные факты о Джастине Бибере Хулиган, наркоман, хронический больной: неожиданные факты о Джастине Бибере

В прошлом Джастина Бибера было немало удивительного: внезапные факты

Cosmopolitan
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
Химический элемент Химический элемент

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

Лиза
Лучшие игры 2020 года по версии CHIP: подводим итоги Лучшие игры 2020 года по версии CHIP: подводим итоги

Эти события и явления вызвали наибольший интерес в геймерском сообществе в 2020

CHIP
Всему свое место: правила умного хранения вещей Всему свое место: правила умного хранения вещей

Если кухня, детская или гардеробная похожи на склад — их можно преобразить

Psychologies
Стоит ли доверять остеопату? Что нужно знать, собираясь на прием Стоит ли доверять остеопату? Что нужно знать, собираясь на прием

Остеопатия – популярная медицинская услуга. Кому она полезна, а кому – запрещена

Cosmopolitan
5 типов отцов, которые делают из своих детей закомплексованных неудачников 5 типов отцов, которые делают из своих детей закомплексованных неудачников

Описание типов отцов, воспитание которых может только навредить

Maxim
Чем занять ребенка дома в плохую погоду? 10 игр для веселого вечера Чем занять ребенка дома в плохую погоду? 10 игр для веселого вечера

На улице гололед и сильный ветер? Не беда: дома тоже можно отлично повеселиться!

Psychologies
Какой сегодня праздник: день студента (Татьянин день) — история и традиции Какой сегодня праздник: день студента (Татьянин день) — история и традиции

25 января отмечают сразу два праздника — Татьянин день и день студента

Cosmopolitan
Что скрывается за тканью мироздания: первые следы гравитационного фона Вселенной Что скрывается за тканью мироздания: первые следы гравитационного фона Вселенной

Астрономы: удалость отследить во Вселенной стабильный "фон" гравитационных волн

Популярная механика
«Не говори маме» «Не говори маме»

Участники группы «Не говори маме»: о музыке, истории группы и мамах

ЖАРА Magazine
Правила жизни Кристиана Бейла Правила жизни Кристиана Бейла

Кристиан Бейл: О том, что у тебя внутри, люди должны только гадать

Esquire
Как повернуть вспять кариес Как повернуть вспять кариес

Бытовые привычки, которые помогают остановить разрушение зуба

Maxim
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
Как избежать запоев на праздниках: 4 правила от эксперта Как избежать запоев на праздниках: 4 правила от эксперта

Почему известные способы выхода из запоя не работают?

Psychologies
Виржини Куртен-Кларанс — о том, как Clarins становится экологичнее Виржини Куртен-Кларанс — о том, как Clarins становится экологичнее

Опыт Clarins — как производство косметических средств может стать экологичнее

РБК
Самодельное оружие всех времен, которое прочно вошло в мировое вооружение Самодельное оружие всех времен, которое прочно вошло в мировое вооружение

Триумф военной смекалочки!

Maxim
Открыть в приложении