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

Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка

Что полезно есть зимой?

Psychologies
Джордж Оруэлл: 1984. Первая глава нового перевода Джордж Оруэлл: 1984. Первая глава нового перевода

Первая глава из антиутопии Джорджа Оруэлла «1984» в новом переводе

СНОБ
20 вещей, которые должны быть у каждого холостяка 20 вещей, которые должны быть у каждого холостяка

Вещи истинного холостяка, который гордится своим статусом

Maxim
Как понять, что у вас с партнером ничего не получится Как понять, что у вас с партнером ничего не получится

Как честно признаться себе: у нас не получилось, пора двигаться дальше?

Psychologies
Топ-7 лучших программ для просмотра фотографий в Windows Топ-7 лучших программ для просмотра фотографий в Windows

Для просмотра фотографий в Windows 10 можно установить удобную программу

CHIP
Восток — дело тонкое Восток — дело тонкое

Об особенностях менталитета и привычках восточных женщин

Лиза
Мнение: с каких пор вечеринки стали такими скучными и нагоняют сон? Мнение: с каких пор вечеринки стали такими скучными и нагоняют сон?

Пресыщенная тусовщица поднимает на смех претенциозность «взрослых» вечеринок

Esquire
В долгий ящик: советы по разумному хранению вещей В долгий ящик: советы по разумному хранению вещей

Лайфаки по рациональной организации дома и хранению вещей

Psychologies
Савонарола: борец с коррупцией и искусством Савонарола: борец с коррупцией и искусством

Джироламо Савонарола стал символом бескомпромиссной схватки за чистоту церкви

Дилетант
Скандинавский нуар и мрачное фэнтези в новом датском сериале «Равноденствие» Скандинавский нуар и мрачное фэнтези в новом датском сериале «Равноденствие»

Мрачный сериал из Дании с знатным налетом мистики

Forbes
Коже нужно отдыхать от макияжа — миф или правда? Мнения экспертов Коже нужно отдыхать от макияжа — миф или правда? Мнения экспертов

Профессионалы — о том, стоит ли давать коже выходные дни

Cosmopolitan
Старый новый оливье — история и традиции, связанные с любимым салатом Старый новый оливье — история и традиции, связанные с любимым салатом

Есть ли у русских кулинарная национальная идея?

Maxim
«Булочки не блестят»: почему Burger King перешёл на плоский дизайн и чем этот стиль нравится брендам «Булочки не блестят»: почему Burger King перешёл на плоский дизайн и чем этот стиль нравится брендам

Burger King провел редизайн: объясняем, в чем его суть и специфика

VC.RU
Веселый ситчик: как отмечать ситцевую свадьбу и какие подарки дарить Веселый ситчик: как отмечать ситцевую свадьбу и какие подарки дарить

Первая годовщина брака – уже юбилей, достойный внимания

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

История однодневной переписи населения СССР 1937 года

Maxim
«Праздник, который я никогда не забуду» «Праздник, который я никогда не забуду»

Самый странный и яркий Новый год нашей героини

Psychologies
10 самых раздражающих проблем в макияже и как с ними бороться 10 самых раздражающих проблем в макияже и как с ними бороться

10 самых распространенных мейкап-бед, которые знакомы каждой девушке

Cosmopolitan
Сохранить отношения в год Быка: 3 приема для любящих партнеров Сохранить отношения в год Быка: 3 приема для любящих партнеров

Как научиться слышать близких и находить золотую середину

Psychologies
Виржини Куртен-Кларанс — о том, как Clarins становится экологичнее Виржини Куртен-Кларанс — о том, как Clarins становится экологичнее

Опыт Clarins — как производство косметических средств может стать экологичнее

РБК
10 молодых, но перспективных стендап-комиков, о которых ты скорее всего не слышал 10 молодых, но перспективных стендап-комиков, о которых ты скорее всего не слышал

За кем стоит следить, если известные стендаперы приелись

Maxim
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
Бой бабы, или Зачем дерутся женщины Бой бабы, или Зачем дерутся женщины

Все-таки в женских драках есть нечто странно-завораживающее

Maxim
5 видов женских животиков и как убрать каждый (без спортзала!) — советы тренера 5 видов женских животиков и как убрать каждый (без спортзала!) — советы тренера

Как избавиться от животика, который так многие девушки не любят

Cosmopolitan
«Расслабленная чувственность»: дизайнер Симон Роша — о коллаборации с H&M и первом опыте работы с мужской одеждой «Расслабленная чувственность»: дизайнер Симон Роша — о коллаборации с H&M и первом опыте работы с мужской одеждой

Симон Роша о создании мужской коллекции и H&M

Esquire
Художник Дмитрий Гутов: У людей есть иллюзия, что они видят Художник Дмитрий Гутов: У людей есть иллюзия, что они видят

Художник Дмитрий Гутов о том, почему стоит интересоваться современным искусством

СНОБ
Год заботы о себе: одна привычка в месяц на пути к здоровью и счастью Год заботы о себе: одна привычка в месяц на пути к здоровью и счастью

Глава из книги Дженнифер Эштон, посвященной заботе о себе и здоровым привычкам

Forbes
5 суперидей для дизайна маникюра и педикюра, которые будут в тренде в 2021 году 5 суперидей для дизайна маникюра и педикюра, которые будут в тренде в 2021 году

Фольга, кристаллы, растяжка блестками и еще много красивого для твоих ногтей!

Cosmopolitan
Развод в тренде: почему меняется отношение к браку Развод в тренде: почему меняется отношение к браку

Теряет ли ценность институт брака в наших глазах?

Psychologies
Софи Лорен: потрясающая история любви и карьеры знаменитой итальянки Софи Лорен: потрясающая история любви и карьеры знаменитой итальянки

Софи Лорен полна оптимизма и энергии, которые пронесла через всю свою жизнь

Cosmopolitan
Открыть в приложении