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

Тесла Тесла

Человек из будущего

kiozk originals
Российские учёные оборудовали рентгеновские лазеры «секундомером» Российские учёные оборудовали рентгеновские лазеры «секундомером»

Физики создали метод синхронизации импульсов сверхбыстрых рентгеновских лазеров

Популярная механика
15 привычек, которые помогают стать счастливее 15 привычек, которые помогают стать счастливее

Кто из нас не хочет радоваться жизни и чувствовать себя счастливым?

Psychologies
Секретные материалы: 7 мест в России, где люди и призраки живут рядом Секретные материалы: 7 мест в России, где люди и призраки живут рядом

В России полно мест, куда легко приехать, а вот уехать — не всегда

Maxim
Создатель Pebble запустил агрегатор мессенджеров Beeper: как он устроен, зачем нужен и чем отличается от аналогов Создатель Pebble запустил агрегатор мессенджеров Beeper: как он устроен, зачем нужен и чем отличается от аналогов

Эрик Мигиковски объединил все мессенджеры в универсальном сервисе

VC.RU
Женская энергия: узнай, как стать настоящей богиней Женская энергия: узнай, как стать настоящей богиней

Хочешь узнать, как развить свою энергию и сделать её максимально сильной?

Cosmopolitan
Рождена для поиска удовольствия. Миф о женской моногамности — 2 Рождена для поиска удовольствия. Миф о женской моногамности — 2

Многие столетия мир старался сохранить мир о женской моногамности

СНОБ
Клоачный кладоискатель и еще 6 самых жутких профессий викторианской эпохи Клоачный кладоискатель и еще 6 самых жутких профессий викторианской эпохи

Самые незавидные профессии викторианской эпохи

Maxim
Надежный фундамент Надежный фундамент

Почему шато стали символом элитарного виноделия?

Forbes
Тима Белорусских: правда и вымысел о молодом музыканте Тима Белорусских: правда и вымысел о молодом музыканте

Тима Белорусских не комментирует слухи о себе, а мы пытаемся узнать о нем правду

Cosmopolitan
Пятерка с минусами Пятерка с минусами

Пять самых невыносимых типов мужчин

Cosmopolitan
Бумажная свадьба: как отмечать, что дарить и как поздравлять Бумажная свадьба: как отмечать, что дарить и как поздравлять

Вторую годовщину свадьбы в России называют «бумажной», в США — «хлопковой»

Cosmopolitan
Язык добра Язык добра

Три глобальных движения мировых лидеров бизнеса в одной системе координат

Forbes
Сколько нужно труда и денег, чтобы создать систему анализа данных Сколько нужно труда и денег, чтобы создать систему анализа данных

Возросла роль аналитики на базе больших данных: как использовать ее во благо

Эксперт
Чугуном единым: как отмечать чугунную свадьбу и какие подарки дарить Чугуном единым: как отмечать чугунную свадьбу и какие подарки дарить

Как отметить чугунную свадьбу и какие приметы и традиции с ней связаны

Cosmopolitan
Штаны на флисе: для спорта, активного отдыха и зимних прогулок Штаны на флисе: для спорта, активного отдыха и зимних прогулок

Штаны на флисе зимой – один из самых необходимых предметов гардероба

Cosmopolitan
Как перестать ревновать свою девушку: подробное руководство Как перестать ревновать свою девушку: подробное руководство

Причины ревности и способы избавиться от этого чувства

Playboy
Портрет писателей в кризисе Портрет писателей в кризисе

10 историй о писательском блоке

Weekend
Почему нам хочется бежать со всех ног от идеального партнера Почему нам хочется бежать со всех ног от идеального партнера

Из-за чего мы избегаем хороших партнеров и как выйти из замкнутого круга

Psychologies
10 вдохновляющих фильмов для творческих людей 10 вдохновляющих фильмов для творческих людей

Фильмы, которые способны воодушевить на новые свершения

Psychologies
9 вариантов использования кокосового масла 9 вариантов использования кокосового масла

Используем кокосовое масло для здоровья, дома и красоты: 9 способов

РБК
15 правил совместной жизни, которые ты не обязан соблюдать 15 правил совместной жизни, которые ты не обязан соблюдать

Почему романтические идеалы вредны и как с ними бороться — советы психолога

Maxim
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
Нет леса — нет и королевства: как в Англии закончилась древесина и началась эпоха угля Нет леса — нет и королевства: как в Англии закончилась древесина и началась эпоха угля

Отрывок из книги Ричарда Роудса «Энергия»

Forbes
10 секретов, как выглядеть дорого, не тратя на это слишком больших денег, времени и усилий 10 секретов, как выглядеть дорого, не тратя на это слишком больших денег, времени и усилий

Простые мужские правила груминга

Maxim
Одна вокруг света: главная улица Америки и дотошные шерифы Одна вокруг света: главная улица Америки и дотошные шерифы

104-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Лучшие оригинальные фильмы ужасов Netflix Лучшие оригинальные фильмы ужасов Netflix

Рассказываем о восьми картинах, которые сделают ваш вечер более эмоциональным

GQ
Правила жизни Ларри Кинга Правила жизни Ларри Кинга

Ларри Кинг: Идеального интервью не существует

Esquire
20 неочевидных, но полезных функций Telegram 20 неочевидных, но полезных функций Telegram

Использование Telegram можно сделать еще удобнее и эффективнее

GQ
Короли российских танцполов 90-х: как изменились главные тусовщики страны Короли российских танцполов 90-х: как изменились главные тусовщики страны

Некоторые хиты остались неизменны в нашей памяти, чего не скажешь об их авторах

Cosmopolitan
Открыть в приложении