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

«Объясняя науку: Руководство для авторов научно-популярных текстов» «Объясняя науку: Руководство для авторов научно-популярных текстов»

Отрывок из книги Игоря Иванова о том, как писать научно-популярные новости

N+1
Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам

Как соблюсти идеальный баланс между комфортом и стилем

Esquire
Филипп Бессон: Хватит врать. Отрывок из французского бестселлера Филипп Бессон: Хватит врать. Отрывок из французского бестселлера

Глава из романа «Хватит врать» Филиппа Бессона о воспоминаниях о первой любви

СНОБ
Эффект цитруса Эффект цитруса

Какие полезные качества скрывают в себе цитрусы

Лиза
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
6 сериалов, которые можно смотреть с конца 6 сериалов, которые можно смотреть с конца

Список шоу, в которых каждый эпизод — новая история

РБК
Impreza за 9 млн рублей. Тест самой дорогой Subaru в истории Impreza за 9 млн рублей. Тест самой дорогой Subaru в истории

Эта Impreza выпущена 22 года назад, а сегодня стоит дороже, чем новая WRX STI

РБК
Макарьев день: почему нельзя работать первого февраля Макарьев день: почему нельзя работать первого февраля

1 февраля православные верующие чтят день памяти Преподобного Макария Великого

Cosmopolitan
Распухший супернептун не вписался в теории формирования экзопланет Распухший супернептун не вписался в теории формирования экзопланет

Супернептун WASP-107b обладает очень низкой объемной плотностью

N+1
Развод в тренде: почему меняется отношение к браку Развод в тренде: почему меняется отношение к браку

Теряет ли ценность институт брака в наших глазах?

Psychologies
Крем от обморожения и домашние грядки в -50°: как вечная мерзлота вдохновляет предпринимательниц из Якутии Крем от обморожения и домашние грядки в -50°: как вечная мерзлота вдохновляет предпринимательниц из Якутии

Якутия — это не только алмазы, но и проекты малого бизнеса

Forbes
«Простив его, я предам маму»: встреча с отцом через пятнадцать лет «Простив его, я предам маму»: встреча с отцом через пятнадцать лет

Психолог комментирует истории людей, которые не общались с одним из родителей

Psychologies
«Не могу написать в объявлении, что я Дед Мороз с антителами, потому что у меня их нет»: актёр о работе в праздники «Не могу написать в объявлении, что я Дед Мороз с антителами, потому что у меня их нет»: актёр о работе в праздники

Как работает Дед Мороз, который ни разу не давал объявлений

VC.RU
Дворцовый вопрос. В каких резиденциях жил последний российский император Николай II Дворцовый вопрос. В каких резиденциях жил последний российский император Николай II

Автор подкаста «Закат Империи» написал о резиденциях Николая II

СНОБ
В поисках стартапов: каково будущее корпоративных венчурных инвестиций В поисках стартапов: каково будущее корпоративных венчурных инвестиций

Сейчас за стартапами все охотятся корпорации, которые надеются укрепить позиции

Forbes
Cмешные твиты партнеров, которые любят питомцев больше, чем друг друга Cмешные твиты партнеров, которые любят питомцев больше, чем друг друга

Пользователи соцсетей — о том, что такое любовь к домашним животным

Psychologies
Самцы южноафриканских богомолов подрались с самками и принудили их к спариванию Самцы южноафриканских богомолов подрались с самками и принудили их к спариванию

Энтомологи впервые описали принудительное спаривание у богомолов

N+1
Несостоявшийся путч в США Несостоявшийся путч в США

События в Америке последних лет — прямое следствие долгой истории раскола

СНОБ
Анне Катрине Боман: Агата Анне Катрине Боман: Агата

Глава из книги Анне Катрине Боман о жизни уставшего от работы психотерапевта

СНОБ
Роберт Мур: Следы и тропы Роберт Мур: Следы и тропы

В книге «Следы и тропы» Роберт Мур рассказывает, какие секреты хранят тропы

СНОБ
Тони Роббинс в юбке: как украинская иммигрантка Кэтрин Зенкина стала женским коучем по «американской мечте» Тони Роббинс в юбке: как украинская иммигрантка Кэтрин Зенкина стала женским коучем по «американской мечте»

Рассказываем историю Кэтрин Зенкиной и разбираемся, как работает «энергия денег»

Forbes
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
Делают почти все звезды! Мезотерапия: процедура, которая решает много проблем Делают почти все звезды! Мезотерапия: процедура, которая решает много проблем

Разбираемся, что такое мезотерапия, кому ее делать можно, а кому - нежелательно

Cosmopolitan
«Бывшие» 3 сезон: Полина Гагарина дебютирует на экране «Бывшие» 3 сезон: Полина Гагарина дебютирует на экране

Третий сезон сериала «Бывшие» интригует зрителей

Cosmopolitan
4 фразы, которые сигнализируют о неблагополучии в отношениях 4 фразы, которые сигнализируют о неблагополучии в отношениях

Психолог: эти высказывания свидетельствуют о токсичности вашего партнера

Psychologies
Ум в большом городе Ум в большом городе

О Фран Лебовиц в мини-сериале Мартина Скорсезе

Weekend
Как вести себя с коллегой, который постоянно жалуется Как вести себя с коллегой, который постоянно жалуется

Как быть с коллегой, который постоянно описывает происходящее в мрачных красках

Psychologies
Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III

Hitman III — заключительная часть трилогии о киллере под именем Агент 47

Esquire
Признаки интимной анорексии и что это такое (на всякий случай проверься) Признаки интимной анорексии и что это такое (на всякий случай проверься)

Почему люди отказываются от секса и эмоциональной близости

Maxim
Ed Sheeran Ed Sheeran

Эд Ширан — о музыке, клипах, турах и том, как не видеть солнце несколько месяцев

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении