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

5 ключей к разумному оптимизму 5 ключей к разумному оптимизму

Как видеть в жизни хорошее, не вступая в противоречие со здравым смыслом

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
Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции

Отрывок из книги Юрия Беккера «Свидетели самоизоляции» о буднях людей в локдауне

СНОБ
7 вещей, которые в России точно лучше, чем в США 7 вещей, которые в России точно лучше, чем в США

Есть вещи, в которых мы однозначно побеждаем США

Maxim
Как подготовиться к отцовству: 7 советов для будущих пап Как подготовиться к отцовству: 7 советов для будущих пап

Готовишься стать отцом? Главное — без паники

Playboy
Правила жизни Дэвида Линча Правила жизни Дэвида Линча

Дэвид Линч: я узнал все в своей жизни потому, что решил попробовать что-то новое

Esquire
Алкогений: Гарринча Алкогений: Гарринча

«Чарли Чаплина футбола» — Маноэля Франсиско душ Сантуш, по прозвищу Гарринча

Maxim
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
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
Война с алой розой Война с алой розой

Как бороться с розацеа — кожным заболеванием, бичом нашего времени

Tatler
Эра человечности Эра человечности

Пандемия и удаленка меняют отношения между сотрудниками

Forbes
Проснись и спи. Как высыпаться за 4 часа в сутки Проснись и спи. Как высыпаться за 4 часа в сутки

Что такое полифазный сон и почему спать один раз в сутки вредно

Maxim
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
Как изменился макияж за 100 лет — главные тренды от 1910-х до наших дней Как изменился макияж за 100 лет — главные тренды от 1910-х до наших дней

Как менялась мода и какими были главные бьюти-тренды на протяжении века

Cosmopolitan
Прочнее дерева: как праздновать деревянную свадьбу и что на нее дарить Прочнее дерева: как праздновать деревянную свадьбу и что на нее дарить

Первый юбилей семейной жизни – деревянная свадьба. Что дарить и как отмечать?

Cosmopolitan
Узницы приютов Магдалины: как католические прачечные в Ирландии стали концлагерями для тысяч женщин Узницы приютов Магдалины: как католические прачечные в Ирландии стали концлагерями для тысяч женщин

Приюты Магдалины — сеть приютов, где женщины оказывались в рабском положении

Esquire
Как получить налоговый вычет за лечение Как получить налоговый вычет за лечение

Рассказываем, как получить налоговый возврат за заботу о своем здоровье

РБК
Я всегда с собой беру видеокамеру Я всегда с собой беру видеокамеру

Что привлекает пользователей сервиса коротких видео «ТикТок»

Psychologies
Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу

Готовить дома магазинные десерты — это вызов себе

Cosmopolitan
5 героических котов современности 5 героических котов современности

Природа создала котов для того, чтобы спасать человеческие жизни

Maxim
Одиночный ион провели сквозь бозе-конденсат Одиночный ион провели сквозь бозе-конденсат

Физикам удалось понаблюдать за контролируемым движением одиночного иона рубидия

N+1
«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
Что делать, если сбивается время на компьютере? Что делать, если сбивается время на компьютере?

Исправить сбой времени на компьютере можно самостоятельно и довольно быстро.

CHIP
Язык добра Язык добра

Три глобальных движения мировых лидеров бизнеса в одной системе координат

Forbes
Porsche Taycan. Когда-нибудь мы привыкнем Porsche Taycan. Когда-нибудь мы привыкнем

Переосмысляем понятие быстрых машин на примере Porsche Taycan

4x4 Club
Убийственная мода: 5 вещей, которые несли владельцам смерть Убийственная мода: 5 вещей, которые несли владельцам смерть

А что вы знаете об одежде, которая убивала по-настоящему?

Cosmopolitan
Эффективный гардероб: разработчик три года анализировал износ одежды и вычислил, какую лучше покупать Эффективный гардероб: разработчик три года анализировал износ одежды и вычислил, какую лучше покупать

Анализ износа одежды и обуви и советы по созданию «идеального» гардероба

VC.RU
Разумный риск: как пандемия сделала привлекательными облигации развивающихся стран Разумный риск: как пандемия сделала привлекательными облигации развивающихся стран

Как получить двузначные доходности в валюте?

Forbes
Ничего не скрывая: 7 способов носить бралетт напоказ Ничего не скрывая: 7 способов носить бралетт напоказ

Всегда хотела попробовать внедрить бралетт в свой гардероб?

Cosmopolitan
«Хочу на гастроли!» «Хочу на гастроли!»

Певица Мария Вебер не слушает российских фрешменов и справляется без продюсера

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении