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

Петров-Водкин для инженера: как простые советские люди становились коллекционерами искусства Петров-Водкин для инженера: как простые советские люди становились коллекционерами искусства

Истории советских коллекционеров — людей, посвятивших жизнь собиранию искусства

Forbes
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
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
Худей, как Виктория Бекхэм: все о популярной среди звезд щелочной диете Худей, как Виктория Бекхэм: все о популярной среди звезд щелочной диете

Щелочная диета — новая система питания, основанная на принципах медицины

Cosmopolitan
Амфоры с затонувшего корабля рассказали о торговых маршрутах Римского Средиземноморья Амфоры с затонувшего корабля рассказали о торговых маршрутах Римского Средиземноморья

Греческие археологи обнаружили артефакты в остатках античного корабля

N+1
Пояс Аполлона и другие стандарты мужской красоты от первобытной пещеры до наших дней Пояс Аполлона и другие стандарты мужской красоты от первобытной пещеры до наших дней

Как драматически менялось идеальное мужское тело в разные века

Maxim
Подойдет не всем! Все о лазерной шлифовке лица: ради чего стоит терпеть Подойдет не всем! Все о лазерной шлифовке лица: ради чего стоит терпеть

Разбор: лазерная шлифовка кожи лица — кому показана процедура и в чем ее риски

Cosmopolitan
Планета по имени Агния Планета по имени Агния

Далеко-далеко парит маленькая планета под номером 2279 и под названием Барто

Караван историй
6 способов наполнить праздничные дни добротой и смыслом 6 способов наполнить праздничные дни добротой и смыслом

Длинные январские каникулы порой навевают тоску

Psychologies
8 тиктокеров-мужчин, которые снимают видео о моде и стиле 8 тиктокеров-мужчин, которые снимают видео о моде и стиле

8 интересных TikTok-профилей модников-мужчин

Esquire
Как объединить таблицы в Word: 4 способа Как объединить таблицы в Word: 4 способа

Даже у уверенных пользователей возникают проблемы в работе с таблицами в Ворде

CHIP
Как открыть детский сад в квартире многоэтажки Как открыть детский сад в квартире многоэтажки

Открыть детский сад на базе обычной квартиры стало проще

СНОБ
Художник не должен быть голодным: три мифа о творческих индустриях Художник не должен быть голодным: три мифа о творческих индустриях

Глава из книги «Уйти нельзя остаться», посвященной работе в кино

Forbes
Чтение на 15 минут: «Поэзия в мертвой петле» Чтение на 15 минут: «Поэзия в мертвой петле»

Отрывок из новой книги филолога Юрия Левинга о стихотворении Мандельштама

Arzamas
Перепись населения СССР, результаты которой был объявлены «вредительскими» Перепись населения СССР, результаты которой был объявлены «вредительскими»

История однодневной переписи населения СССР 1937 года

Maxim
«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
Жюльен Торнар (CEO Zenith) о сотрудничестве с художниками, винтажных часах и работе с Россией Жюльен Торнар (CEO Zenith) о сотрудничестве с художниками, винтажных часах и работе с Россией

Генеральный директор мануфактуры Zenith о новинках, коллаборациях и стиле

GQ
Число круче, чем π Число круче, чем π

На сегодняшний день нет области знаний, где бы число е не использовалось

Наука и жизнь
Ресторан Собчак и караоке «Руки вверх»: зачем звезды идут в гастробизнес Ресторан Собчак и караоке «Руки вверх»: зачем звезды идут в гастробизнес

Ресторанный бизнес и звезды: кому удалось стать успешным, а кто проиграл

РБК
Как выбрать правильное обручальное кольцо: 3 лайфхака для жениха и невесты Как выбрать правильное обручальное кольцо: 3 лайфхака для жениха и невесты

Эксперт дает советы по выбору обручальных колец

Cosmopolitan
Из шприца по фашистам — самый несерьезный автомат Второй мировой Из шприца по фашистам — самый несерьезный автомат Второй мировой

Не подмажешь — не постреляешь…

Maxim
10 книг, с которых стоит начать 2021 год 10 книг, с которых стоит начать 2021 год

Десять отличных новых книг, за которыми вы с пользой сможете скоротать праздники

Esquire
«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
Карлсон научит тебя НЛП Карлсон научит тебя НЛП

Краткий курс НЛП от привидения с мотором

Maxim
Архитектурные проекты прошлого, которые рассказывают о будущем Архитектурные проекты прошлого, которые рассказывают о будущем

Идеи будущего Ле Корбюзье, Эля Лисицкого, советских и зарубежных архитекторов

VC.RU
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
Новый поворот Новый поворот

Агата Муцениеце о том, как пережила крах своего брака

Cosmopolitan
Дружеский секс: что о нем думают женщины Дружеский секс: что о нем думают женщины

Дружеские отношения с привилегиями помогают быть уверенными в себе и счастливыми

Psychologies
Сколько общения нам нужно на самом деле Сколько общения нам нужно на самом деле

Надо ли часто встречаться с друзьями и родными?

Psychologies
Николь Кидман, Алла Пугачева и другие звезды, чьих детей родили суррогатные мамы Николь Кидман, Алла Пугачева и другие звезды, чьих детей родили суррогатные мамы

Среди тех, кому суррогатные мамы помогли стать родителями, немало и звезд

Cosmopolitan
Открыть в приложении