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 позаботиться о здоровье глаз в холодное время года Как позаботиться о здоровье глаз в холодное время года

Специалист — о том, как уберечь глаза от холода в зимнее время года

Psychologies
Памятка для родителей: что происходит, если подростка задержали на митинге Памятка для родителей: что происходит, если подростка задержали на митинге

Как действовать и как помочь, если вашего ребенка задержали на митинге

Forbes
Что делать с мотивацией? Что делать с мотивацией?

Кому из родителей не знакома проблема, когда их дети не хотят учиться?

СНОБ
Первый шаг в борьбе с депрессией: пересмотреть негативные убеждения Первый шаг в борьбе с депрессией: пересмотреть негативные убеждения

Посмотрите под другим углом на негативные установки в вашей жизни

Psychologies
Как получить налоговый вычет за лечение Как получить налоговый вычет за лечение

Рассказываем, как получить налоговый возврат за заботу о своем здоровье

РБК
Жуткие фанаты-преследователи Брэда Питта, Селены Гомес, Николь Кидман и других Жуткие фанаты-преследователи Брэда Питта, Селены Гомес, Николь Кидман и других

Нередко жизнь мировых знаменитостей и секс-символов омрачают сталкеры

Cosmopolitan
7 признаков заклятой подруги 7 признаков заклятой подруги

Твои отношения с подругой кажутся тебе немного странными?

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

От Ruby до JavaScript — самые востребованные языки программирования

Inc.
Америка, ты одурела! Должны ли победители мстить побежденным Америка, ты одурела! Должны ли победители мстить побежденным

Как должен выглядеть диалог победителей и побежденных

СНОБ
Продавец волос, писатель, промальпинист и другие — как проходят их будни и сколько они зарабатывают Продавец волос, писатель, промальпинист и другие — как проходят их будни и сколько они зарабатывают

Монологи представителей разных профессий

VC.RU
Почему пластическая хирургия нужна не всем, кто о ней мечтает? Почему пластическая хирургия нужна не всем, кто о ней мечтает?

Почему пластическая хирургия поможет далеко не всем?

Psychologies
Правила жизни Ларри Кинга Правила жизни Ларри Кинга

Ларри Кинг: Идеального интервью не существует

Esquire
«Если видите в магазине островок с пивом, брать оттуда не стоит»: владелец мини-бара об особенностях бизнеса «Если видите в магазине островок с пивом, брать оттуда не стоит»: владелец мини-бара об особенностях бизнеса

История предпринимателя, который купил готовый паб и учился работать с нуля

VC.RU
Эти 6 фраз смягчат душевную боль того, с кем вы решили расстаться Эти 6 фраз смягчат душевную боль того, с кем вы решили расстаться

Учимся расставаться экологично и корректно говорить партнеру о разрыве

Psychologies
10 песен Ольги Бузовой, которые знает даже твоя бабушка 10 песен Ольги Бузовой, которые знает даже твоя бабушка

Главные треки Ольги Бузовой, которые не покидают топ чартов

Cosmopolitan
Открытка против голода Открытка против голода

«Спасите умирающих детей Поволжья»

Дилетант
Красота по-французски: 7 секретов макияжа от парижского визажиста Красота по-французски: 7 секретов макияжа от парижского визажиста

Узнали, в чем секрет красоты по-французски и парижского шика

Cosmopolitan
Сколько общения нам нужно на самом деле Сколько общения нам нужно на самом деле

Надо ли часто встречаться с друзьями и родными?

Psychologies
Антарктида: ключ к изучению глобального климата Антарктида: ключ к изучению глобального климата

Антарктида — это индикатор современного состояния климата

N+1
12 упражнений с гантелями для домашней тренировки 12 упражнений с гантелями для домашней тренировки

Упражнения с гантелями — отличный способ поддерживать тело в тонусе

РБК
Чем старше, тем красивее! 13 голливудских звезд, которым годы пошли на пользу Чем старше, тем красивее! 13 голливудских звезд, которым годы пошли на пользу

Знаменитости, которые с годами выглядят только лучше

Cosmopolitan
Аутофагия и еще 3 волшебных слова, зная которые отсрочишь свое старение Аутофагия и еще 3 волшебных слова, зная которые отсрочишь свое старение

Старение неизбежно, но мы можем максимально смягчить его признаки

Cosmopolitan
Домашний фитнес: как сделать тренировки дома максимально эффективными Домашний фитнес: как сделать тренировки дома максимально эффективными

Рассказываем о том, как правильно и эффективно тренироваться дома

Cosmopolitan
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
Как справиться с постновогодней депрессией: 7 практических советов Как справиться с постновогодней депрессией: 7 практических советов

Работающие техники, чтобы перестать загоняться и начать жить

Maxim
Новая «Буханка». Семь безумных проектов фургона Новая «Буханка». Семь безумных проектов фургона

Самые интересные проекты по созданию «Буханки» нового поколения

РБК
Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты

Как в этом огромном мире разнообразных работ найти свою идеальную работу

Maxim
Остаться при своих Остаться при своих

Что делать, если волосы выпадают, когда и какие меры стоит предпринимать?

Лиза
Из опенсорсного Yahoo! и справочника о порно — в первую интернет-энциклопедию: история рождения и первого года Wikipedia Из опенсорсного Yahoo! и справочника о порно — в первую интернет-энциклопедию: история рождения и первого года Wikipedia

Откуда взялся движок Wiki и почему проект «выстрелил» после теракта 11 сентября

VC.RU
Почему России нужны политические ток-шоу Почему России нужны политические ток-шоу

Нужно ли закрыть «политические говорильни» на отечественном телевидении?

СНОБ
Открыть в приложении