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

Починить всё, что угодно: история изоленты Починить всё, что угодно: история изоленты

Изоленту изобретали дважды, два разных человека и компании

VC.RU
“Вынашиваю ребенка для других” “Вынашиваю ребенка для других”

Монолог суррогатной матери о том, почему она выбрала такую работу

Psychologies
Земля, Венера и Марс на одном снимке: фото от Solar Orbiter Земля, Венера и Марс на одном снимке: фото от Solar Orbiter

Венера на снимках выглядит ярче, чем Земля и Марс

National Geographic
4 правила самосохранения для эмпатов 4 правила самосохранения для эмпатов

Как эмпату уберечь себя и сохранить способность сопереживать?

Psychologies
15 главных переводных романов 2021 года 15 главных переводных романов 2021 года

Список самой важной переводной литературы

Esquire
Прочнее дерева: как праздновать деревянную свадьбу и что на нее дарить Прочнее дерева: как праздновать деревянную свадьбу и что на нее дарить

Первый юбилей семейной жизни – деревянная свадьба. Что дарить и как отмечать?

Cosmopolitan
Измениться в лице Измениться в лице

Правильно подобранная челка, длина, цвет волос помогут скорректировать внешность

Лиза
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
Тревожные признаки плохого фильма Тревожные признаки плохого фильма

Как распознать никчемную кинокартину еще до просмотра

Maxim
Что делать, если в машине примерзла дверь. 5 советов Что делать, если в машине примерзла дверь. 5 советов

Почему «дедовские» способы открыть замерзшую дверь автомобиля не сработают

РБК
«Я ругаюсь после двух рюмок»: Меган Маркл призналась в своих главных слабостях «Я ругаюсь после двух рюмок»: Меган Маркл призналась в своих главных слабостях

Меган Маркл назвала вредные привычки, которые мешают ей в жизни

Cosmopolitan
Бизнес-кодекс: Андрей Трубников, основатель Natura Siberica Бизнес-кодекс: Андрей Трубников, основатель Natura Siberica

Андрей Трубников — о том, почему нельзя брать на работу бывших предпринимателей

Inc.
Можайский, Сантос-Дюмон, братья Райт: кто первым изобрел самолет? Можайский, Сантос-Дюмон, братья Райт: кто первым изобрел самолет?

Кто же из пионеров авиации был самым первым?

Популярная механика
Америка, ты одурела! Должны ли победители мстить побежденным Америка, ты одурела! Должны ли победители мстить побежденным

Как должен выглядеть диалог победителей и побежденных

СНОБ
Король галстуков: как журналист Ларри Кинг показал всему миру силу классических аксессуаров Король галстуков: как журналист Ларри Кинг показал всему миру силу классических аксессуаров

Легендарный интервьюер Ларри Кинг прославился не только своим именным телешоу

Esquire
Баллада Баллада

История любви афериста и грабительницы

Esquire
Пожалей меня: как отличить нужду в сострадании от манипуляции Пожалей меня: как отличить нужду в сострадании от манипуляции

Психотерапевт: как отказать партнеру в помощи, не обидев его

Psychologies
Эрнест Латыпов: кровь, пот и слезы Эрнест Латыпов: кровь, пот и слезы

В Мариинском театре Эрнест Латыпов станцевал практически весь репертуар

Караван историй
Откажитесь от строгого расписания тренировок. Оно мешает и демотивирует, выяснили ученые Откажитесь от строгого расписания тренировок. Оно мешает и демотивирует, выяснили ученые

Дисциплина и стремление установить график тренировок часто не работают

Inc.
Парадный выход Парадный выход

Квартира в историческом доходном доме у Патриарших прудов

AD
Как обрабатывают самый дорогой кофе в мире Как обрабатывают самый дорогой кофе в мире

Зерна элитных сортов кофе проходят обработку в пищеварительном тракте животных

National Geographic
Гладить, любить, хвалить: что общего у воспитания детей и домашних питомцев Гладить, любить, хвалить: что общего у воспитания детей и домашних питомцев

Специалистки по поведению собак: как корректировать поведение питомцев

Psychologies
Моя терапия: я стала «трудным подростком», спасая родителей от развода Моя терапия: я стала «трудным подростком», спасая родителей от развода

История нашей героини, которая пришла на терапию из-за кризиса среднего возраста

Psychologies
Зачем нарвалу рог? Зачем нарвалу рог?

Нарвалы не используют свои «рога» для охоты или защиты

National Geographic
Не пытайтесь мотивировать сотрудников страхом. Чему учит лидеров опыт собак Павлова Не пытайтесь мотивировать сотрудников страхом. Чему учит лидеров опыт собак Павлова

Как создать психологически безопасную среду для эффективной и успешной работы

Inc.
Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам

Эти роковые покорители сердец всю жизнь остаются преданны одной женщине - маме

Cosmopolitan
Офисный дресс-код Офисный дресс-код

Грань между работой и жизнью все больше стирается

AD
Красиво шить не запретишь Красиво шить не запретишь

Кулуары российского хэндмейда и энтузиасты индивидуального фасона

Elle
Каково это — поужинать с наркобароном Эль Чапо? Каково это — поужинать с наркобароном Эль Чапо?

Отрывок из книги о теневом международном наркобизнесе и тех, кто с ним борется

Esquire
Product Hunt: как из почтовой рассылки выросла платформа для новых продуктов Product Hunt: как из почтовой рассылки выросла платформа для новых продуктов

История бизнеса Product Hunt и его создателя Райана Хувера

VC.RU
Открыть в приложении