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

«Хорошие плохие чувства: Почему эволюция допускает тревожность, депрессию и другие психические расстройства» «Хорошие плохие чувства: Почему эволюция допускает тревожность, депрессию и другие психические расстройства»

Отрывок из книги «Хорошие плохие чувства» о том, почему страдания полезны

N+1
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
Истинная женственность - это... Что происходит на курсах для женщин Истинная женственность - это... Что происходит на курсах для женщин

Что происходит на курсах для женщин, и работают ли советы, которые на них дают

Cosmopolitan
Венсан Кассель,Эдриан Броуди, Жан Рено — самые некрасивые секс-символы кино Венсан Кассель,Эдриан Броуди, Жан Рено — самые некрасивые секс-символы кино

«Не родись красивым, а родись талантливым» — так можно сказать об этих мужчинах

Cosmopolitan
Древние майя оказались любителями ароматизированного табака Древние майя оказались любителями ароматизированного табака

Майя использовали для курения сложные смеси на основе табака

N+1
4 правила самосохранения для эмпатов 4 правила самосохранения для эмпатов

Как эмпату уберечь себя и сохранить способность сопереживать?

Psychologies
Красиво, но с натяжкой: все, что нужно знать о SMAS-лифтинге Красиво, но с натяжкой: все, что нужно знать о SMAS-лифтинге

Разбираем SMAS-подтяжку детально!

Cosmopolitan
Борьба с истощением CAR-Т-лимфоцитов повысила эффективность иммунотерапии рака Борьба с истощением CAR-Т-лимфоцитов повысила эффективность иммунотерапии рака

Американские исследователи нашли способ борьбы с истощением CAR-Т-лимфоцитов

N+1
Страшный конец: советские актрисы, умершие в психиатрической больнице Страшный конец: советские актрисы, умершие в психиатрической больнице

Жизнь этих актрис закончилась трагически — на койке психиатрического отделения

Cosmopolitan
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
Как заработать миллион на человеческих слабостях, или  Почему ты пошел за хлебом, а купил чучело вальдшнепа Как заработать миллион на человеческих слабостях, или  Почему ты пошел за хлебом, а купил чучело вальдшнепа

Одна из причин экономических кризисов — твое неразумное потребление

Maxim
Петров-Водкин для инженера: как простые советские люди становились коллекционерами искусства Петров-Водкин для инженера: как простые советские люди становились коллекционерами искусства

Истории советских коллекционеров — людей, посвятивших жизнь собиранию искусства

Forbes
Попали в топ Попали в топ

Продукты, содержащие фитоэстрогены – соединения, которые продлевают молодость

Лиза
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
Как подводить нижнее веко: 5 типичных ошибок макияжа с акцентом на глаза Как подводить нижнее веко: 5 типичных ошибок макияжа с акцентом на глаза

Визажист — о том, как правильно сделать макияж, чтобы зрительно увеличить глаза

Cosmopolitan
GitHub назвал 10 самых популярных языков программирования GitHub назвал 10 самых популярных языков программирования

От Ruby до JavaScript — самые востребованные языки программирования

Inc.
А кто не пьет? А кто не пьет?

Психолог – о том, как справиться с алкоголизмом мужа

Лиза
Старостильники: юлианский календарь как норма веры Старостильники: юлианский календарь как норма веры

Рождество по юлианскому календарю обречено превращаться в летний праздник

Weekend
14 лет без Мурата Насырова: главная мечта певца так и не сбылась 14 лет без Мурата Насырова: главная мечта певца так и не сбылась

Четырнадцать лет назад трагически погиб певец Мурат Насыров

Cosmopolitan
Желтые розы в память о любви: как живут вдова и дочь Александра Абдулова Желтые розы в память о любви: как живут вдова и дочь Александра Абдулова

Как сложилась жизнь дочери Александра Абдулова и его вдовы?

Cosmopolitan
Пояс Аполлона и другие стандарты мужской красоты от первобытной пещеры до наших дней Пояс Аполлона и другие стандарты мужской красоты от первобытной пещеры до наших дней

Как драматически менялось идеальное мужское тело в разные века

Maxim
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
Мальчики в платьях и еще 4 ненормальности, которые были нормой жизни 100 лет назад Мальчики в платьях и еще 4 ненормальности, которые были нормой жизни 100 лет назад

Современные люди точно будут в шоке от того, что в прошлом считалось нормальным

Maxim
Не просто усталость Не просто усталость

Синдром хронической усталости – опасное и коварное состояние

Лиза
Как Федерико Феллини одевался в восьмидесятых — и почему до сих пор может служить образцом идеального зрелого стиля Как Федерико Феллини одевался в восьмидесятых — и почему до сих пор может служить образцом идеального зрелого стиля

Показываем, из чего состоял гардероб Федерико Феллини и почему это образец стиля

Esquire
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
9 признаков того, что вы влюблены не в человека, а в его образ 9 признаков того, что вы влюблены не в человека, а в его образ

Признаки того, что вы идеализируете партнера и строите отношения с его образом

Psychologies
«Эволюция красоты» «Эволюция красоты»

Отрывок из книги Ричарда Прама «Эволюция красоты» о теории полового отбора

N+1
Хотите повысить самооценку? Учитесь прощать других Хотите повысить самооценку? Учитесь прощать других

Может ли прощение и прощание с обидами повысить самооценку?

Psychologies
В ожидании второго сезона «Бриджертонов». Как сериал пошатнул стереотипы В ожидании второго сезона «Бриджертонов». Как сериал пошатнул стереотипы

Почему первый сезон «Бриджертонов» говорит о современности больше, чем кажется

РБК
Открыть в приложении