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

Как оставить «рабочие» мысли за порогом дома? 6 советов от нейропсихолога Как оставить «рабочие» мысли за порогом дома? 6 советов от нейропсихолога

Эксперт: как перестроиться на «домашний» лад и оставить все мысли о работе

Psychologies
Портрет писателей в кризисе Портрет писателей в кризисе

10 историй о писательском блоке

Weekend
Отношения на расстоянии: как понять, стоит ли их продолжать Отношения на расстоянии: как понять, стоит ли их продолжать

Советы и чек-листы от психолога для тех, кто состоит в отношениях на расстоянии

РБК
Тонкости перевода: как слово может стоить $71 млн и почему датчане обижаются из-за ковриков IKEA Тонкости перевода: как слово может стоить $71 млн и почему датчане обижаются из-за ковриков IKEA

Отрывок из книги «Тонкости перевода»

Forbes
«Крушение»: эссе Фрэнсиса Скотта Фицджеральда из одноименного сборника сочинений, написанного для Esquire «Крушение»: эссе Фрэнсиса Скотта Фицджеральда из одноименного сборника сочинений, написанного для Esquire

Ни один из рассказов Фицджеральда не вызвал столько споров, как «Крушение»

Esquire
«Вечная жертва»: устала постоянно спасать свою мать «Вечная жертва»: устала постоянно спасать свою мать

История о спутанности ролей, рассказанная дочерью и матерью

Psychologies
Постоять за себя Постоять за себя

Учим детей правильно реагировать на агрессоров и выходить из сложных ситуаций

Лиза
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
Олеся Рудакова: «Когда мама узнала, что в «Лапшине» будет играть Андрей Миронов, отказалась сниматься» Олеся Рудакова: «Когда мама узнала, что в «Лапшине» будет играть Андрей Миронов, отказалась сниматься»

Дочь актрисы Нины Руслановой рассказывает о своей маме и ее пути в кино

Караван историй
Надежный фундамент Надежный фундамент

Почему шато стали символом элитарного виноделия?

Forbes
Прощай, оружие Прощай, оружие

История Виктора Бута, возможно, самого известного торговца оружием

Esquire
«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
7 способов максимально ускорить восстановление мышц 7 способов максимально ускорить восстановление мышц

Сделай свои тренировки еще эффективнее

Playboy
Физики предложили искать гравитационные волны с помощью радиотелескопов Физики предложили искать гравитационные волны с помощью радиотелескопов

Радиотелескопы могут стать инструментом для обнаружения гравитационных волн

N+1
«Либо ограничить, либо принять»: вокруг рассылок Substack возникли рекламные стартапы вопреки бизнес-модели сервиса «Либо ограничить, либо принять»: вокруг рассылок Substack возникли рекламные стартапы вопреки бизнес-модели сервиса

Как вокруг платформы для журналистов стали появляться рекламные стартапы

VC.RU
Катись колбаской Катись колбаской

Учимся выбирать сервелат для праздничного стола

Лиза
Сколько общения нам нужно на самом деле Сколько общения нам нужно на самом деле

Надо ли часто встречаться с друзьями и родными?

Psychologies
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
Дрожащая половина Дрожащая половина

Тебе знакомо чувство странной, иррациональной тревоги?

Cosmopolitan
Американский доктор раскрыл секрет техники «железный пах» от мастеров кунг-фу Американский доктор раскрыл секрет техники «железный пах» от мастеров кунг-фу

Оказалось, чтобы выдержать удар бревном в промежность, нужно напрячь две мышцы

Maxim
Йоко Оно Йоко Оно

Правила жизни художницы, музыкантки и вдовы Джона Леннона Йоко Оно

Esquire
«Фрагменты женщины»: на Netflix вышел тяжелый, но важный фильм о том, как пережить потерю ребенка «Фрагменты женщины»: на Netflix вышел тяжелый, но важный фильм о том, как пережить потерю ребенка

Почему тяжелую драму «Фрагменты женщины» все же стоит смотреть?

Forbes
8 научных фактов о пользе и вреде имбиря 8 научных фактов о пользе и вреде имбиря

Разбираемся, кому имбирь может быть полезен, а кому стоит его избегать

РБК
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
Теория U Теория U

Лидерство из будущего

kiozk originals
Что нужно знать о дизайнере Джерри Лоренцо, основателе Fear of God и новом главе adidas Basketball Что нужно знать о дизайнере Джерри Лоренцо, основателе Fear of God и новом главе adidas Basketball

Джерри Лоренцо — дизайнер-самоучка и звезда стритвира

Esquire
Расшифровка: почему у нас это не получается Расшифровка: почему у нас это не получается

Неспособность сказать «да» – способ задушить эмоции

Psychologies
Война с алой розой Война с алой розой

Как бороться с розацеа — кожным заболеванием, бичом нашего времени

Tatler
Праздник, который всегда с тобой Праздник, который всегда с тобой

Андрей Подшибякин: мы любим праздники, но относимся к ним специфически

GQ
“Вынашиваю ребенка для других” “Вынашиваю ребенка для других”

Монолог суррогатной матери о том, почему она выбрала такую работу

Psychologies
Открыть в приложении