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 оставить «рабочие» мысли за порогом дома? 6 советов от нейропсихолога Как оставить «рабочие» мысли за порогом дома? 6 советов от нейропсихолога

Эксперт: как перестроиться на «домашний» лад и оставить все мысли о работе

Psychologies
HEPA-фильтр: что это, как работает и чем отличается от других HEPA-фильтр: что это, как работает и чем отличается от других

Объясняем, что такое HEPA-фильтр, для чего он нужен и в чем его преимущества

CHIP
Чугуном единым: как отмечать чугунную свадьбу и какие подарки дарить Чугуном единым: как отмечать чугунную свадьбу и какие подарки дарить

Как отметить чугунную свадьбу и какие приметы и традиции с ней связаны

Cosmopolitan
В США и Великобритании новая мода — на татуировку волос В США и Великобритании новая мода — на татуировку волос

От облысения теперь можно справиться с помощью татуировки

Maxim
Бич цифрового общества: как нас всех поразил страх упущенных возможностей и что с этим делать Бич цифрового общества: как нас всех поразил страх упущенных возможностей и что с этим делать

Страх упущенных возможностей — бич цифрового общества, приводящий к стрессу

Forbes
Правила жизни Кристиана Бейла Правила жизни Кристиана Бейла

Кристиан Бейл: О том, что у тебя внутри, люди должны только гадать

Esquire
Свежий воздух после скучного урока: почему молодежь выступает против «зашквара» в политике Свежий воздух после скучного урока: почему молодежь выступает против «зашквара» в политике

Выход на митинг школьников и студентов — болезненный для общества вопрос

Forbes
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
Можайский, Сантос-Дюмон, братья Райт: кто первым изобрел самолет? Можайский, Сантос-Дюмон, братья Райт: кто первым изобрел самолет?

Кто же из пионеров авиации был самым первым?

Популярная механика
Александр Буклов: «Все сразу представляют мужчин в купальниках, которые выполняют женские элементы, но это не так» Александр Буклов: «Все сразу представляют мужчин в купальниках, которые выполняют женские элементы, но это не так»

Интервью с руководителем мужской сборной России по художественной гимнастике

GQ
Словно вторая кожа: как отмечать кожаную свадьбу и что на нее дарить Словно вторая кожа: как отмечать кожаную свадьбу и что на нее дарить

Отпраздновать кожаную свадьбу, несомненно, стоит! Объясняем, как это сделать

Cosmopolitan
Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила

Grand Cherokee WK2 — лучший «Гранд» из тех, что когда-либо выпускались

4x4 Club
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
Инструкция по эксплуатации человека: правила общения с нянями, водителями и другими помощниками Инструкция по эксплуатации человека: правила общения с нянями, водителями и другими помощниками

Всё, что нужно знать о помощниках по хозяйству

Maxim
Коллекции русских писателей: от железных палок до аптечных флаконов Коллекции русских писателей: от железных палок до аптечных флаконов

Предметы, которые коллекционировали русские писатели

Культура.РФ
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
Как гений хедж-фондов спровоцировал рост GameStop на 4800% и почему теперь называет его «безумным и опасным» Как гений хедж-фондов спровоцировал рост GameStop на 4800% и почему теперь называет его «безумным и опасным»

Как Майкл Бьюрри принес миллиарды нереализованной прибыли некоторым инвесторам

Forbes
Работа по два часа в день без постоянных собраний: основатель Gumroad рассказал, как устроены процессы без штата и офиса Работа по два часа в день без постоянных собраний: основатель Gumroad рассказал, как устроены процессы без штата и офиса

Сахил Лавиния: как растить стабильный бизнес и избегать выгорания

VC.RU
«Я никогда не боялся облажаться». Леонид Богуславский — о своих пяти жизнях, мотивации и воле к победе «Я никогда не боялся облажаться». Леонид Богуславский — о своих пяти жизнях, мотивации и воле к победе

Леонид Богуславский — о том, как спорт на выносливость меняет сознание

Inc.
Алексей Иванов: Тени тевтонов. Первая глава нового исторического романа Алексей Иванов: Тени тевтонов. Первая глава нового исторического романа

В романе Алексея Иванова «Тени тевтонов» переплетаются события 1457 и 1945 годов

СНОБ
Не говори со мной: почему мы охотнее общаемся в мессенджерах и все реже — голосом Не говори со мной: почему мы охотнее общаемся в мессенджерах и все реже — голосом

Зачем звонить, если можно отправить сообщение

Forbes
Как быстро заработать на книжке-игрушке Как быстро заработать на книжке-игрушке

Издательство «Аль Пако» претендует на лидерство в сегменте детских книг

Эксперт
Антарктида: ключ к изучению глобального климата Антарктида: ключ к изучению глобального климата

Антарктида — это индикатор современного состояния климата

N+1
Зоя. В жизни и на экране Зоя. В жизни и на экране

Выходит фильм о посвящённый трагической судьбе Зои Космодемьянской

Дилетант
Элвис Пресли и другие знаменитости, которых подозревают в фальсификации смерти Элвис Пресли и другие знаменитости, которых подозревают в фальсификации смерти

Эти знаменитости отказались от славы и инсценировали собственную смерть!

Cosmopolitan
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
Сериал Сериал

Разбираемся, каким получился сериал "Стража" – экранизация романов Пратчетта

Esquire
Как сделать таблицу в Ворде: 6 способов Как сделать таблицу в Ворде: 6 способов

Как вставить таблицу в Word, нарисовать ее или конвертировать из Excel

CHIP
Правила жизни Такэси Китано Правила жизни Такэси Китано

Такэси Китано: быть счастливым — это заниматься работой, которая тебе нравится

Esquire
8 суеверий, связанных с числами (а также почему мы выбрали 8) 8 суеверий, связанных с числами (а также почему мы выбрали 8)

Список чисел, которые вызывают очень сильные эмоции по всему миру

Maxim
Открыть в приложении