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

Вся правда о глютене: мифы и факты Вся правда о глютене: мифы и факты

Что это за таинственное вещество, которое так испугало мировую общественность?

Популярная механика
Стойкие солдатики: как правильно отметить оловянную свадьбу Стойкие солдатики: как правильно отметить оловянную свадьбу

Как правильно отметить оловянную свадьбу, что нужно дарить «молодоженам»?

Cosmopolitan
Откуда на Луне берется вода: научные споры Откуда на Луне берется вода: научные споры

Откуда на спутнике Земли взялась влага?

Популярная механика
«Мозг и его потребности: От питания до признания» «Мозг и его потребности: От питания до признания»

Глава об агрессии из книги Вячеслава Дубынина «Мозг и его потребности»

N+1
20 неочевидных, но полезных функций Telegram 20 неочевидных, но полезных функций Telegram

Использование Telegram можно сделать еще удобнее и эффективнее

GQ
Я всегда с собой беру видеокамеру Я всегда с собой беру видеокамеру

Что привлекает пользователей сервиса коротких видео «ТикТок»

Psychologies
Затянуло в сети Затянуло в сети

Почему долгие поиски на сайтах знакомств не приводят к желаемому результату?

Лиза
«Дама в беде»: как женщины разрабатывают суперуспешные видеоигры, но все равно подвергаются травле «Дама в беде»: как женщины разрабатывают суперуспешные видеоигры, но все равно подвергаются травле

Почему в индустрии разработки видеоигр к женщинам пока относятся как к чужакам

Forbes
KIA Mohave. Из аутсайдеров в бестселлеры KIA Mohave. Из аутсайдеров в бестселлеры

KIA Mohave стал популярнее k-pop групп в сегменте больших кроссоверов

4x4 Club
5 книг о великих научных открытиях, о которых нужно знать каждому 5 книг о великих научных открытиях, о которых нужно знать каждому

Подборка самых вдохновляющих книг о великих открытиях

Популярная механика
«Дом с прислугой»: то ли триллер, то ли черная комедия о кукле, которая превращается в младенца «Дом с прислугой»: то ли триллер, то ли черная комедия о кукле, которая превращается в младенца

Второй сезон сериала «Дом с прислугой» поднимает важные и сложные темы

Forbes
50 оттенков черного: как Джим Джармуш оправдывает мнение о главном цвете в одежде художников 50 оттенков черного: как Джим Джармуш оправдывает мнение о главном цвете в одежде художников

Как можно разнообразно и классно одеваться, используя только один цвет

Esquire
Японская диета: особенности, меню на неделю и мнение эксперта Японская диета: особенности, меню на неделю и мнение эксперта

Вместе с экспертом разбираемся, стоит ли переходить на восточную систему питания

РБК
Актер советского кино и другие интересные факты о Кристиане Бейле Актер советского кино и другие интересные факты о Кристиане Бейле

Все ли знают, что самая первая роль Кристиана Бейла была в советском фильме?

Maxim
Шедевр монументализма Шедевр монументализма

С великим директором Пушкинского музея Ириной Антоновой прощается Сати Спивакова

Tatler
10 000 шагов в день заменят фитнес? Нет! Развенчиваем 5 самых популярных мифов о здоровье! 10 000 шагов в день заменят фитнес? Нет! Развенчиваем 5 самых популярных мифов о здоровье!

Пить по 8 стаканов воды и проходить минимум 10 000 шагов в день? Ерунда

Maxim
Как избежать сухой кожи зимой: 5 лучших советов для мужчин Как избежать сухой кожи зимой: 5 лучших советов для мужчин

Мы знаем, что сухая кожа зимой — это очень неприятно

Playboy
Корзина с бигмаком: что на самом деле показывает популярный индекс Корзина с бигмаком: что на самом деле показывает популярный индекс

Что полезное можно извлечь из индекса бигмака?

Forbes
Кнопочные телефоны в 2021 году: а есть ли разница? Кнопочные телефоны в 2021 году: а есть ли разница?

Чем сегодня отличаются кнопочные телефоны друг от друга и кто ими пользуется

CHIP
Почему пластическая хирургия нужна не всем, кто о ней мечтает? Почему пластическая хирургия нужна не всем, кто о ней мечтает?

Почему пластическая хирургия поможет далеко не всем?

Psychologies
В древнем погребальном храме найден фрагмент легендарной В древнем погребальном храме найден фрагмент легендарной

В древнеегипетском могильнике Саккара был обнаружен погребальный храм

Популярная механика
Инсектициды помешали дрозофилам спать и запоминать запахи Инсектициды помешали дрозофилам спать и запоминать запахи

Неоникотиноиды негативно повлияли на память и циркадные ритмы плодовых мушек

N+1
«Вечная жертва»: устала постоянно спасать свою мать «Вечная жертва»: устала постоянно спасать свою мать

История о спутанности ролей, рассказанная дочерью и матерью

Psychologies
Роман с комментариями. О новом издании «Итальянских впечатлений» Василия Розанова Роман с комментариями. О новом издании «Итальянских впечатлений» Василия Розанова

Сергей Николаевич изучает путеводитель по Италии

СНОБ
Не говори со мной: почему мы охотнее общаемся в мессенджерах и все реже — голосом Не говори со мной: почему мы охотнее общаемся в мессенджерах и все реже — голосом

Зачем звонить, если можно отправить сообщение

Forbes
Лемешев и Козловский: самые известные тенора XX века Лемешев и Козловский: самые известные тенора XX века

Как складывалась судьба главных Ленских на российской оперной сцене

Культура.РФ
5 изобретателей ХХ века, убитых собственными изобретениями 5 изобретателей ХХ века, убитых собственными изобретениями

Изобретатель — профессия безумная и опасная

Maxim
6 явных признаков успешного похудения, которые гораздо приятнее цифр на весах 6 явных признаков успешного похудения, которые гораздо приятнее цифр на весах

Признаки прогресса в похудении, которые говорят о том, что процесс идет хорошо

Playboy
Маркиз внутреннего сгорания. Экскурсия во времена, когда вместо рокеров жизнь прожигали гонщики! Маркиз внутреннего сгорания. Экскурсия во времена, когда вместо рокеров жизнь прожигали гонщики!

Мы вернем тебя в сказочные черно-белые времена, когда гонщики были бесстрашны

Maxim
Джентльмен, удачи! Джентльмен, удачи!

Рейф Файнс никогда не остается тем, кем его привыкли считать

GQ
Открыть в приложении