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

Врачи описали два случая передачи опухоли от матери ребенку во время родов Врачи описали два случая передачи опухоли от матери ребенку во время родов

Дети вдохнули материнские раковые клетки, и те поселились в их легких

N+1
«Дом-2» под снос: почему закончилась 16-летняя история реалити-шоу и ждать ли его возвращения «Дом-2» под снос: почему закончилась 16-летняя история реалити-шоу и ждать ли его возвращения

6066 дней, или 16,5 лет длилось реалити-шоу «Дом-2»

Forbes
«Из воздушного шара выпустили воздух»: почему Alphabet закрыла Loon, но отказалась назвать это провалом «Из воздушного шара выпустили воздух»: почему Alphabet закрыла Loon, но отказалась назвать это провалом

Главное из материала Wired, посвященного закрытию Loon

VC.RU
@zoomstreetart: «Если есть, что сказать — мне промолчать трудно» @zoomstreetart: «Если есть, что сказать — мне промолчать трудно»

Стрит-арт художник о современном искусстве и своем месте в городе

Maxim
Что такое монодиеты и чем они опасны Что такое монодиеты и чем они опасны

Можно ли нормализовать вес и сохранить результат, питаясь очень ограниченно?

РБК
«Представьте, что вы на Burning Man»: как отдыхать на Байкале без вреда для природы, но с пользой для себя «Представьте, что вы на Burning Man»: как отдыхать на Байкале без вреда для природы, но с пользой для себя

Куда ехать и как отдохнуть с комфортом на Байкале?

Forbes
Конец гребаного мира. «Донни Дарко» — 20 лет! Конец гребаного мира. «Донни Дарко» — 20 лет!

«Донни Дарко» — быть особенным важнее, чем быть совершенным

Esquire
Старая Земля: почему важно открытие планеты у одной из древнейших звезд в Галактике Старая Земля: почему важно открытие планеты у одной из древнейших звезд в Галактике

Астрономы открыли планетную систему у одной из древнейших звезд Галактики

Forbes
Рената Литвинова. «Богиня» российского кино: лучшие роли актрисы Рената Литвинова. «Богиня» российского кино: лучшие роли актрисы

Главные роли самой голливудской блондинки российского кино Ренаты Литвиновой

Cosmopolitan
Признаки интимной анорексии и что это такое (на всякий случай проверься) Признаки интимной анорексии и что это такое (на всякий случай проверься)

Почему люди отказываются от секса и эмоциональной близости

Maxim
Несвобода слова: как американские соцсети стали участниками политической борьбы Несвобода слова: как американские соцсети стали участниками политической борьбы

Почему американские соцсети задействовали жесткую цензуру Трампа?

Forbes
«Настя, соберись!»: как в одном человеке уживаются несколько личностей и что будет, если они поругаются «Настя, соберись!»: как в одном человеке уживаются несколько личностей и что будет, если они поругаются

Новый проект «Кинопоиска» — ситком о девушке с диссоциативным расстройством

Forbes
«Взгляни в глаза своему страху»: терапия для тех, кого мучает тревога «Взгляни в глаза своему страху»: терапия для тех, кого мучает тревога

Экспозиционная психотерапия — эффективный способ лечения тревожности

Psychologies
Правила жизни Дэвида Линча Правила жизни Дэвида Линча

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

Esquire
5 способов добиться поставленной цели, даже если у тебя ну совсем нет силы воли 5 способов добиться поставленной цели, даже если у тебя ну совсем нет силы воли

Как наука может помочь выполнить новогодние обещания

Maxim
«Революционный гламур»: как глянец стал центром российской журналистики 2000-х «Революционный гламур»: как глянец стал центром российской журналистики 2000-х

Как молодой российский глянец привлек аудиторию репортажами из горячих точек

Esquire
Музыканты, которых обвиняли в нацизме Музыканты, которых обвиняли в нацизме

Кого из западных знаменитостей пытались гонять за пропаганду фашизма

Maxim
Учиться, учиться и ещё... Учиться, учиться и ещё...

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

ЖАРА Magazine
Физики предложили искать гравитационные волны с помощью радиотелескопов Физики предложили искать гравитационные волны с помощью радиотелескопов

Радиотелескопы могут стать инструментом для обнаружения гравитационных волн

N+1
Лео Бокерия — о режиме дня, спорте и профилактике заболеваний Лео Бокерия — о режиме дня, спорте и профилактике заболеваний

«Здоровье — это вопрос менталитета», уверен Лео Бокерия

РБК
Истинная женственность - это... Что происходит на курсах для женщин Истинная женственность - это... Что происходит на курсах для женщин

Что происходит на курсах для женщин, и работают ли советы, которые на них дают

Cosmopolitan
«Вы должны понять, кто вы, — и тогда вопрос выбора одежды станет очень простым»: о чем говорили Раф Симонс и Миучча Прада после мужского показа Prada «Вы должны понять, кто вы, — и тогда вопрос выбора одежды станет очень простым»: о чем говорили Раф Симонс и Миучча Прада после мужского показа Prada

Раф Симонс и Миучча Прада продолжают совместную работу над коллекциями Prada

Esquire
Женская энергия: узнай, как стать настоящей богиней Женская энергия: узнай, как стать настоящей богиней

Хочешь узнать, как развить свою энергию и сделать её максимально сильной?

Cosmopolitan
«Мы отстаем от Netflix на годы»: онлайн-кинотеатры пожаловались на зарегулированность отрасли «Мы отстаем от Netflix на годы»: онлайн-кинотеатры пожаловались на зарегулированность отрасли

Российские онлайн-кинотеатры излишне зарегулированы в отличие от иностранных

Forbes
Бессонное царство Бессонное царство

Как перестать гонять мысли по кругу и быстро заснуть?

Лиза
Исследование: люди, которые ценят деньги выше времени, оказались несчастнее Исследование: люди, которые ценят деньги выше времени, оказались несчастнее

Постоянное стремление заработать больше может снизить удовлетворённость жизнью

Inc.
Технократы удачи: чем могут навредить региональному бизнесу модные топы из Москвы Технократы удачи: чем могут навредить региональному бизнесу модные топы из Москвы

Столичные менеджеры в регионах подменяют результаты красивыми цифрами

Forbes
Точный расчет Точный расчет

Учимся составлять финансовый план на год и переводить мечты в цели

Лиза
История Luxottica: как сирота из Милана стал первым итальянцем на Уолл-Стрит и купил Ray-Ban История Luxottica: как сирота из Милана стал первым итальянцем на Уолл-Стрит и купил Ray-Ban

Luxottica — самый крупный производитель очков и линз в мире

VC.RU
Нюстальгия Нюстальгия

Все мы видели фотографии Давида Дубницкого, но не знали его по имени

Maxim
Открыть в приложении