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

Опасный гном Опасный гном

6Г30 – ручной револьверный 6-зарядный 40-мм гранатомет

Популярная механика
Самые ожидаемые альбомы 2021 Самые ожидаемые альбомы 2021

Кто может выпустить альбомы в ближайшее время: от Оксимирона до Дрейка

GQ
Не покупай их! 6 признаков, которые выдают некачественные брюки Не покупай их! 6 признаков, которые выдают некачественные брюки

Разбираем, на что стоит ориентироваться, выбирая идеальные брюки

Cosmopolitan
Можно и чище Можно и чище

10 ошибок при уборке, которые делают большинство хозяек

Лиза
Обнимите своих сотрудников Обнимите своих сотрудников

Прививка от жесткого менеджмента

kiozk originals
О том, как связаны сила воли, деньги, успех и глюкоза О том, как связаны сила воли, деньги, успех и глюкоза

Изучаем, как накачать силу воли с помощью питания, гаджетов и тренировок

Maxim
«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
100 вещей, которые стоит делать при первой возможности 100 вещей, которые стоит делать при первой возможности

Задача этой статьи — превратить каждое бездействие в приятное действие

Maxim
Семейный бюджет: как правильно его вести, чтобы не развестись Семейный бюджет: как правильно его вести, чтобы не развестись

Психолог Анна Просветова рассказывает, как лучше строить семейный бюджет

Cosmopolitan
5 вопросов, которые стоит задать самой себе перед дорогостоящей покупкой 5 вопросов, которые стоит задать самой себе перед дорогостоящей покупкой

Объясняем, как решиться на дорогостоящую покупку и не пожалеть

Cosmopolitan
Как победить фобию Как победить фобию

Чего бы ты ни боялся, мы попробуем тебе помочь!

Maxim
Нюстальгия Нюстальгия

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

Maxim
Все по‑старому Все по‑старому

Квартира площадью 84 м² в духе советского прошлого

AD
Ты про них точно не слышала! 10 полезных бьюти-лайфхаков от звездного визажиста Ты про них точно не слышала! 10 полезных бьюти-лайфхаков от звездного визажиста

Полезные лайфхаки, которые пригодятся всем при создании ежедневного макияжа

Cosmopolitan
Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам

Как соблюсти идеальный баланс между комфортом и стилем

Esquire
Что такое мода по-мусульмански? 3 невероятно стильных первых леди Востока Что такое мода по-мусульмански? 3 невероятно стильных первых леди Востока

Рената Ибрагимова рассказывает о самых стильных первых леди Востока

Cosmopolitan
Как Мелинда Гейтс превратила Microsoft в компанию, где не страшно произнести: «Я был неправ» Как Мелинда Гейтс превратила Microsoft в компанию, где не страшно произнести: «Я был неправ»

Отрывок из книги Мелинды Гейтс «Момент взлета»

Forbes
Нити цивилизации Нити цивилизации

Текстиль учил людей считать, подталкивал технический и социальный прогресс

Forbes
«У меня всегда будут мои звезды»: как первая российская женщина-астроном встретила революцию «У меня всегда будут мои звезды»: как первая российская женщина-астроном встретила революцию

Отрывок из биографии женщины-астронома Нины Субботиной

Forbes
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
Миллионы из воска: как мадам Тюссо построила бизнес на знаменитостях и отрубленных головах Миллионы из воска: как мадам Тюссо построила бизнес на знаменитостях и отрубленных головах

История мадам Тюссо — женщины, которая буквально слепила состояние из воска

Forbes
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
Поговорим о «Душе»: почему проекты студии Pixar нравятся всем Поговорим о «Душе»: почему проекты студии Pixar нравятся всем

«Душа» — очередной успех в веренице безотказно успешных проектов Pixar

РБК
Как мы отталкиваем других, сами того не желая Как мы отталкиваем других, сами того не желая

Когда мы не уверены в себе, мы пытаемся компенсировать это за счет окружающих

Psychologies
От второй чеченской войны до протестов на Болотной: писатель Захар Прилепин — о России нулевых От второй чеченской войны до протестов на Болотной: писатель Захар Прилепин — о России нулевых

Почему после 90-х страна ждала от наступающего десятилетия большего

Esquire
Делают почти все звезды! Мезотерапия: процедура, которая решает много проблем Делают почти все звезды! Мезотерапия: процедура, которая решает много проблем

Разбираемся, что такое мезотерапия, кому ее делать можно, а кому - нежелательно

Cosmopolitan
Секретарь Республики Секретарь Республики

Нормальная жизнь Никколо ди Бернардо деи Макиавелли оборвалась 16 декабря 1512 г

Наука и жизнь
7 блистательных фактов о главном ордене СССР 7 блистательных фактов о главном ордене СССР

Золото, платина и бриллианты «Победы»

Maxim
Porsche Taycan. Когда-нибудь мы привыкнем Porsche Taycan. Когда-нибудь мы привыкнем

Переосмысляем понятие быстрых машин на примере Porsche Taycan

4x4 Club
Зена, Баффи и Сабрина: как выглядят сейчас актрисы подростковых сериалов Зена, Баффи и Сабрина: как выглядят сейчас актрисы подростковых сериалов

Как звезды знаменитых сериалов выглядят спустя десятилетия после завершения шоу?

Cosmopolitan
Открыть в приложении