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
Как лучшие оптические иллюзии обманывают твой мозг Как лучшие оптические иллюзии обманывают твой мозг

Чтобы обмануть мозг, нужно просто показать ему эти изображения

Maxim
Антарктида: ключ к изучению глобального климата Антарктида: ключ к изучению глобального климата

Антарктида — это индикатор современного состояния климата

N+1
Фильм «Охотник на монстров» – веселое и безмозглое зрелище Фильм «Охотник на монстров» – веселое и безмозглое зрелище

Перед обаянием фильма «Охотник на монстров» просто невозможно устоять

GQ
Свежий воздух после скучного урока: почему молодежь выступает против «зашквара» в политике Свежий воздух после скучного урока: почему молодежь выступает против «зашквара» в политике

Выход на митинг школьников и студентов — болезненный для общества вопрос

Forbes
Круглый камень из израильской пещеры оказался древнейшим шлифовальным инструментом Круглый камень из израильской пещеры оказался древнейшим шлифовальным инструментом

Булыжник, найденный в пещере Табун, использовался для абразивной обработки

N+1
Секретарь Республики Секретарь Республики

Нормальная жизнь Никколо ди Бернардо деи Макиавелли оборвалась 16 декабря 1512 г

Наука и жизнь
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
Черная невеста: 8 звезд, которые вышли замуж в черных платьях Черная невеста: 8 звезд, которые вышли замуж в черных платьях

Наши героини уверены: черный подвенечный наряд ничуть не хуже белого!

Cosmopolitan
PayPal увеличила прибыль на 28%, повысив зарплату рядовым сотрудникам. Глава компании рассказал, почему это хороший пример для всех PayPal увеличила прибыль на 28%, повысив зарплату рядовым сотрудникам. Глава компании рассказал, почему это хороший пример для всех

Как PayPal пересмотрели систему оплаты труда и нарастили прибыль

Inc.
Чтение выходного дня: как жила европейская богема в XX веке Чтение выходного дня: как жила европейская богема в XX веке

Отрывок из книги "Воспоминания" Бальтюса в переводе Алексея Воинова

Esquire
«Мы не просили тебя рожать»: сестра и мама осуждают мое решение «Мы не просили тебя рожать»: сестра и мама осуждают мое решение

Гештальт-терапевт — о том, как нести ответственность за свой выбор

Psychologies
5 красочных фотографий буйства стихий 5 красочных фотографий буйства стихий

Живописным, нелепым и трагичным может быть столкновение человека и стихии

Maxim
Исследование Уортонской школы бизнеса: уровень дохода влияет на счастье — больше, чем считалось ранее Исследование Уортонской школы бизнеса: уровень дохода влияет на счастье — больше, чем считалось ранее

Новое исследование показало, что, зарабатывая больше, люди чувствуют себя лучше

Inc.
Как выбраться из тонущего автомобиля. Пошаговая инструкция Как выбраться из тонущего автомобиля. Пошаговая инструкция

Объясняем, как попробовать себя в роли Бонда, если твоя машина ушла под воду

Maxim
Как делать продукты, которые меняют мир. Опыт Endel, Loona и Anytype Как делать продукты, которые меняют мир. Опыт Endel, Loona и Anytype

В основе любого прорывного продукта лежат несколько составляющих

Inc.
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
Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила

Grand Cherokee WK2 — лучший «Гранд» из тех, что когда-либо выпускались

4x4 Club
Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили

В прошедшем десятилетии были вещи, которые мы полюбили искренне

РБК
История мамы ребенка с аутизмом: «Творчество стало моей терапией» История мамы ребенка с аутизмом: «Творчество стало моей терапией»

Где взять ресурсы родителям особенных детей

Psychologies
Питер Свонсон: Восемь идеальных убийств Питер Свонсон: Восемь идеальных убийств

Отрывок из детектива Питера Свонсона «Восемь идеальных убийств»

СНОБ
Низложение ангольской «принцессы»: как некогда богатейшая женщина Африки потеряла почти все Низложение ангольской «принцессы»: как некогда богатейшая женщина Африки потеряла почти все

Как смена власти разрушила империю «ангольской принцессы»

Forbes
ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии

Генетическая инженерия занимается не только продуктами питания

Популярная механика
Как не поссориться с родителями из-за политики Как не поссориться с родителями из-за политики

Надо ли спорить до хрипоты со своими родителями о политике?

Maxim
Наша Роша Наша Роша

Дизайнер Симон Роша рассказала Vogue о своей коллекции для H&M

Vogue
Женщины уже не те. Как и почему менялись представления о женской красоте Женщины уже не те. Как и почему менялись представления о женской красоте

Как на идеал женской красоты влияют экономические и политические условия

Maxim
«Мы поощряем риски? О, да!»: сообщество r/WallStreetBets превратило биржу в казино ради веселья и попыток заработать «Мы поощряем риски? О, да!»: сообщество r/WallStreetBets превратило биржу в казино ради веселья и попыток заработать

Сабреддит на 2,5 млн человек, который стал заметным событием на Уолл-стрит

VC.RU
Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire) Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire)

Андрей Рывкин: масштаб личности Трампа стал больше должности президента США

Esquire
Российские учёные оборудовали рентгеновские лазеры «секундомером» Российские учёные оборудовали рентгеновские лазеры «секундомером»

Физики создали метод синхронизации импульсов сверхбыстрых рентгеновских лазеров

Популярная механика
Культовое место. Почему в закрытии Stalin Doner нет ничего антисталинского Культовое место. Почему в закрытии Stalin Doner нет ничего антисталинского

Когда игра смыслов важнее игры слов

СНОБ
Открыть в приложении