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
Правила жизни Адриано Челентано Правила жизни Адриано Челентано

Правила жизни музыканта и актера Адриано Челентано

Esquire
Руперт Гринт — о «Гарри Поттере», новом сезоне «Дома с прислугой» и отцовстве Руперт Гринт — о «Гарри Поттере», новом сезоне «Дома с прислугой» и отцовстве

Руперт Гринт — о любви к алкоголю и о том, как изменилась его жизнь

Esquire
Низложение ангольской «принцессы»: как некогда богатейшая женщина Африки потеряла почти все Низложение ангольской «принцессы»: как некогда богатейшая женщина Африки потеряла почти все

Как смена власти разрушила империю «ангольской принцессы»

Forbes
По следам братьев Гримм По следам братьев Гримм

В Германии есть места, где оживают сказки братьев Гримм

Лиза
Пятерка с минусами Пятерка с минусами

Пять самых невыносимых типов мужчин

Cosmopolitan
Чего бы такого послушать, если ты любишь Pink Floyd Чего бы такого послушать, если ты любишь Pink Floyd

Чего такого можно услышать в духе Pink Floyd

Maxim
7 отличных сериалов 2020 года, которые вы пропустили 7 отличных сериалов 2020 года, которые вы пропустили

Об этих сериалах мало писали и говорили, но они, тем не менее, достойны внимания

Esquire
«Технокопы» против Трампа: как IT-компании стали крупными политическими игроками «Технокопы» против Трампа: как IT-компании стали крупными политическими игроками

Превращая в маргиналов большие группы граждан, цензоры только ожесточат их

Forbes
Посторонним вход разрешен Посторонним вход разрешен

Дом второй половины XIX века после реставрации

AD
Майонез и еще 3 продукта, которые появились благодаря войне Майонез и еще 3 продукта, которые появились благодаря войне

Как много привычных продуктов появилось на свет в результате военных действий

Maxim
Синдром задержки фазы сна: что это и как совам справиться с проблемой Синдром задержки фазы сна: что это и как совам справиться с проблемой

«Не могу лечь до полуночи», «Режим давно сбился», «Мне нужно утром поспать»

РБК
Правильная мотивация: 3 инструмента, чтобы реализовать задуманное Правильная мотивация: 3 инструмента, чтобы реализовать задуманное

Эксперт — о том, как обеспечить себе ровную, уверенную, эффективную мотивацию

Psychologies
С новым счастьем! С новым счастьем!

Психолог рассказывает, как научиться располагать к себе людей и стать счастливее

Лиза
10 причин купить хурму прямо сегодня 10 причин купить хурму прямо сегодня

Чем именно хороша хурма, сколько плодов в день есть и кому следует ее избегать

РБК
10 убеждений, которые мешают вашей финансовой свободе 10 убеждений, которые мешают вашей финансовой свободе

Мечтая о материальном благополучии, понимаем ли мы, что мешает его достичь?

Psychologies
«Я ругаюсь после двух рюмок»: Меган Маркл призналась в своих главных слабостях «Я ругаюсь после двух рюмок»: Меган Маркл призналась в своих главных слабостях

Меган Маркл назвала вредные привычки, которые мешают ей в жизни

Cosmopolitan
Старый новый оливье — история и традиции, связанные с любимым салатом Старый новый оливье — история и традиции, связанные с любимым салатом

Есть ли у русских кулинарная национальная идея?

Maxim
KPI как способ демотивации сотрудников KPI как способ демотивации сотрудников

Отрывок из книги Святослава Бирюлина «KPI, которые убьют ваш бизнес»

СНОБ
Как делать продукты, которые меняют мир. Опыт Endel, Loona и Anytype Как делать продукты, которые меняют мир. Опыт Endel, Loona и Anytype

В основе любого прорывного продукта лежат несколько составляющих

Inc.
С мужского плеча: какую одежду можно и нужно покупать в мужском отделе С мужского плеча: какую одежду можно и нужно покупать в мужском отделе

6 вещей, которые ты найдешь в мужском отделе магазина

Cosmopolitan
Рената Литвинова. «Богиня» российского кино: лучшие роли актрисы Рената Литвинова. «Богиня» российского кино: лучшие роли актрисы

Главные роли самой голливудской блондинки российского кино Ренаты Литвиновой

Cosmopolitan
Эрнест Латыпов: кровь, пот и слезы Эрнест Латыпов: кровь, пот и слезы

В Мариинском театре Эрнест Латыпов станцевал практически весь репертуар

Караван историй
Mitsubishi L200 Siber Truck. Проверено Сибирью Mitsubishi L200 Siber Truck. Проверено Сибирью

Mitsubishi L200 в ярком камуфляже — проект сибирского технического центра STC

4x4 Club
Крещение. Что за праздник, как его праздновали раньше, как отмечают сейчас Крещение. Что за праздник, как его праздновали раньше, как отмечают сейчас

Как возник праздник Крещение Господне и почему его празднуют два дня

Cosmopolitan
Главное — участие: как домохозяйка основала международную бизнес-империю Главное — участие: как домохозяйка основала международную бизнес-империю

Рассказываем о Джин Нидетч в нашем книжном обзоре

Forbes
Как выбрать подходящую карту памяти для видео в 4К? Как выбрать подходящую карту памяти для видео в 4К?

Видео в высоком разрешении предъявляет особые требования к карте памяти

CHIP
Закрытые огневые позиции: как сражаются с артиллерией врага Закрытые огневые позиции: как сражаются с артиллерией врага

Борьба с артиллерией противника стала одной из задач для достижения победы

Популярная механика
Олеся Рудакова: «Когда мама узнала, что в «Лапшине» будет играть Андрей Миронов, отказалась сниматься» Олеся Рудакова: «Когда мама узнала, что в «Лапшине» будет играть Андрей Миронов, отказалась сниматься»

Дочь актрисы Нины Руслановой рассказывает о своей маме и ее пути в кино

Караван историй
Что делать с мотивацией? Что делать с мотивацией?

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

СНОБ
Открыть в приложении