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

Осторожно, еда! Осторожно, еда!

Как свежая и неиспорченная пища может стать отравой

N+1
Ведущий из Книги рекордов Гиннесса: как Ларри Кинг стал легендой телевидения Ведущий из Книги рекордов Гиннесса: как Ларри Кинг стал легендой телевидения

Главные вехи насыщенной биографии Ларри Кинга

Forbes
Измениться в лице Измениться в лице

Правильно подобранная челка, длина, цвет волос помогут скорректировать внешность

Лиза
Секс в браке: заново разжечь огонь желания Секс в браке: заново разжечь огонь желания

Психологи: как сохранить в браке страсть и не разрушить отношения

Psychologies
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
5 героических котов современности 5 героических котов современности

Природа создала котов для того, чтобы спасать человеческие жизни

Maxim
«Почему они молчали»: 5 причин, по которым женщины не рассказывают о насилии «Почему они молчали»: 5 причин, по которым женщины не рассказывают о насилии

Почему женщины рассказывают о харассменте и насилии только спустя годы

Cosmopolitan
Карта: самая популярная еда, которую заказывают на дом в разных странах Карта: самая популярная еда, которую заказывают на дом в разных странах

Кто лидер рейтинга «Ой, что-то не хочется готовить, давай закажем доставку?»

Maxim
Елена Зелинская: Парик для дяди Тома. Что не так в сериале «Бриджертоны» Елена Зелинская: Парик для дяди Тома. Что не так в сериале «Бриджертоны»

Почему на Западе стало модным снимать чернокожих актеров в исторических фильмах

СНОБ
5 признаков того, что близкий становится зависимым 5 признаков того, что близкий становится зависимым

Как распознать тревожные признаки зависимости в самом начале?

Psychologies
Что такое стиль «темная академия»? Рассказываем (вдруг вы не сидите в TikTok) Что такое стиль «темная академия»? Рассказываем (вдруг вы не сидите в TikTok)

Стилистические направления: реальные и изобретенные

Esquire
Почему права категории B выдают на автомобили категории М1 Почему права категории B выдают на автомобили категории М1

Категория прав — не то же самое, что категория транспортного средства

Популярная механика
«Я не плачу алименты»: Виталий Гогунский о разводе и тайном браке со студенткой «Я не плачу алименты»: Виталий Гогунский о разводе и тайном браке со студенткой

Виталий Гогунский впервые откровенно рассказал о семейной драме

Cosmopolitan
Правила жизни Дэвида Линча Правила жизни Дэвида Линча

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

Esquire
Сказ о том, как воробьиный сычик мастер-класс давал… Сказ о том, как воробьиный сычик мастер-класс давал…

Воробьиный сычик — самая маленькая сова, встречающаяся в России

Наука и жизнь
Как писать книги: подробное руководство для начинающего литератора Как писать книги: подробное руководство для начинающего литератора

Пусть этот гайд поможет всем нам войти в литературную историю

Playboy
«Не простила мать и не хочу за ней ухаживать»: история двух сестер «Не простила мать и не хочу за ней ухаживать»: история двух сестер

У наших героинь оказались разные воспоминания и о своем детстве, и о матери

Psychologies
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
«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
По взаимному согласию. Как вернуть мужа в семью По взаимному согласию. Как вернуть мужа в семью

По взаимному согласию может быть даже несчастливый брак

СНОБ
«Маленькая женщина с большим IQ»: как Джанет Йеллен разрушает стереотипы «Маленькая женщина с большим IQ»: как Джанет Йеллен разрушает стереотипы

Министром финансов в администрации Джо Байдена стала Джанет Йеллен

Forbes
Из Москвы в Сочи: где отдыхали россияне в новогодние праздники Из Москвы в Сочи: где отдыхали россияне в новогодние праздники

В новогодние праздники средний чек в Сочи вырос на 40-45%

Forbes
Однажды на диком Западе... Однажды на диком Западе...

Особенности менталитета жительниц Европы и Америки

Лиза
Приют разозленных консерваторов: почему Signal и Telegram — это новые Twitter и Facebook Приют разозленных консерваторов: почему Signal и Telegram — это новые Twitter и Facebook

Почему популярность Signal и Telegram так резко возрасла

Forbes
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
Роман с комментариями. О новом издании «Итальянских впечатлений» Василия Розанова Роман с комментариями. О новом издании «Итальянских впечатлений» Василия Розанова

Сергей Николаевич изучает путеводитель по Италии

СНОБ
«Идите к черту! Я слишком стара для этого!»: отличный текст о принятии возраста «Идите к черту! Я слишком стара для этого!»: отличный текст о принятии возраста

Какие бонусы нам дает возраст

Cosmopolitan
Памятка для родителей: что происходит, если подростка задержали на митинге Памятка для родителей: что происходит, если подростка задержали на митинге

Как действовать и как помочь, если вашего ребенка задержали на митинге

Forbes
Язык добра Язык добра

Три глобальных движения мировых лидеров бизнеса в одной системе координат

Forbes
В модном бизнесе появился новый тренд: бренды платят потребителям за то, что они носят их одежду В модном бизнесе появился новый тренд: бренды платят потребителям за то, что они носят их одежду

Бренды намерены бороться с чрезмерным потреблением

Inc.
Открыть в приложении