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

«Социальные науки как колдовство» «Социальные науки как колдовство»

Можно ли за цифрами спрятать несостоятельность научной мысли

N+1
Конец эпохи Аресибо Конец эпохи Аресибо

Cамый известный в мире радиотелескоп разрушился

Наука и жизнь
«Думающие» ИИ-спутники сами выбирают момент съемки Земли «Думающие» ИИ-спутники сами выбирают момент съемки Земли

Как работает система, позволяющая спутникам анализировать обстановку

ТехИнсайдер
«Маленькая женщина с большим IQ»: как Джанет Йеллен разрушает стереотипы «Маленькая женщина с большим IQ»: как Джанет Йеллен разрушает стереотипы

Министром финансов в администрации Джо Байдена стала Джанет Йеллен

Forbes
Опасно ли летать на старых самолетах и почему их до сих пор так много Опасно ли летать на старых самолетах и почему их до сих пор так много

Почему авиакомпании используют самолеты, которые можно называть пожилыми?

Maxim
Новый хамелеон с Мадагаскара оказался самой маленькой рептилией Новый хамелеон с Мадагаскара оказался самой маленькой рептилией

Ученые открыли на Мадагаскаре новый вид крошечных хамелеонов-брукезий

N+1
«Мэнфри»: как живут женщины, отказавшиеся от отношений с мужчинами «Мэнфри»: как живут женщины, отказавшиеся от отношений с мужчинами

Почему женщины всё чаще отказываются от отношений

Cosmopolitan
Правила жизни Элайджи Вуда Правила жизни Элайджи Вуда

Правила жизни актера Элайджи Вуда

Esquire
Bon mot на колесах. Тест-драйв кроссовера Citroёn C5 Aircross Bon mot на колесах. Тест-драйв кроссовера Citroёn C5 Aircross

Кроссовер Citroёn C5 Aircross примечателен не только тем, что он — не седан

СНОБ
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
Познай свою обувь. Как ботинки влияют на твое здоровье, а твой характер — на ботинки Познай свою обувь. Как ботинки влияют на твое здоровье, а твой характер — на ботинки

Какими бы удобными ни казались ботинки, они будут влиять на твое здоровье

Maxim
10 книг, с которых стоит начать 2021 год 10 книг, с которых стоит начать 2021 год

Десять отличных новых книг, за которыми вы с пользой сможете скоротать праздники

Esquire
Почему нам хочется бежать со всех ног от идеального партнера Почему нам хочется бежать со всех ног от идеального партнера

Из-за чего мы избегаем хороших партнеров и как выйти из замкнутого круга

Psychologies
Как антитабачная политика США помогла Zippo выйти на рынки Азии и победить китайские подделки Как антитабачная политика США помогла Zippo выйти на рынки Азии и победить китайские подделки

История взлета компании Zippo на фоне антитабачной политики США

VC.RU
Даешь контакт! Даешь контакт!

Как заставить-уговорить отца заниматься воспитанием детей?

Лиза
10 бьюти-средств из советского прошлого — от «ленинградской» туши до «Балета» 10 бьюти-средств из советского прошлого — от «ленинградской» туши до «Балета»

Рассказываем о декоративной косметике, которой пользовались советские красавицы

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
Шоу уродов (и уродиков) — как могла бы выглядеть автомобильная кунсткамера Шоу уродов (и уродиков) — как могла бы выглядеть автомобильная кунсткамера

Самые фриковые автомобили

Maxim
ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии

Генетическая инженерия занимается не только продуктами питания

Популярная механика
Разрешите себе лениться: зачем это нужно и почему полезно Разрешите себе лениться: зачем это нужно и почему полезно

Специалисты призывают не подавлять свою потребность иногда полениться

Psychologies
«Фрагменты женщины»: на Netflix вышел тяжелый, но важный фильм о том, как пережить потерю ребенка «Фрагменты женщины»: на Netflix вышел тяжелый, но важный фильм о том, как пережить потерю ребенка

Почему тяжелую драму «Фрагменты женщины» все же стоит смотреть?

Forbes
Дали ремня Дали ремня

Как успешный юрист основал маленькую мануфактуру по производству ремней

Robb Report
5 самых страшных травм в истории бокса 5 самых страшных травм в истории бокса

После этого материала ты переведешь ребенка в секцию бесконтактного макраме

Maxim
Разоблачение великого витаминного надувательства Разоблачение великого витаминного надувательства

Почему человечество потребляет витамины, но пока еще не стало бессмертным?

Maxim
Марк Цукерберг, Роберт Паттинсон, Кира Найтли — звезды, отказавшиеся от роскоши Марк Цукерберг, Роберт Паттинсон, Кира Найтли — звезды, отказавшиеся от роскоши

Звезды не ездят в метро - это точно не про наших героев

Cosmopolitan
Теория U Теория U

Лидерство из будущего

kiozk originals
19 самых культовых противостояний в обществе, бизнесе и культуре 19 самых культовых противостояний в обществе, бизнесе и культуре

В настоящей жизни ничьих не бывает

Maxim
Редактирование генома позволило мышам с прогерией дожить до старости Редактирование генома позволило мышам с прогерией дожить до старости

Ученые продвинулись в терапии болезни ускоренного старения Хатчинсона-Гилфорда

N+1
Операция «Порка»: как британцы бомбили дамбы Третьего рейха «прыгающими» бомбами Операция «Порка»: как британцы бомбили дамбы Третьего рейха «прыгающими» бомбами

Оружие, которое, в отличие от британских липких гранат, реально сработало

Maxim
«Праздник, который я никогда не забуду» «Праздник, который я никогда не забуду»

Самый странный и яркий Новый год нашей героини

Psychologies
Открыть в приложении