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

Петров-Водкин для инженера: как простые советские люди становились коллекционерами искусства Петров-Водкин для инженера: как простые советские люди становились коллекционерами искусства

Истории советских коллекционеров — людей, посвятивших жизнь собиранию искусства

Forbes
Главные корейские секс-символы: идолы, от которых в восторге весь мир Главные корейские секс-символы: идолы, от которых в восторге весь мир

Корейские идолы, которые покорили сердца миллионов слушателей

Cosmopolitan
5 блюд и напитков, изобретенных случайно 5 блюд и напитков, изобретенных случайно

Блюда, которые получились не благодаря, а вопреки усилиям их авторов

Maxim
Слово предоставляется Слово предоставляется

Интервью с Клаудио Лути, президентом Salone del Mobile. Milano

SALON-Interior
Худей, как Виктория Бекхэм: все о популярной среди звезд щелочной диете Худей, как Виктория Бекхэм: все о популярной среди звезд щелочной диете

Щелочная диета — новая система питания, основанная на принципах медицины

Cosmopolitan
Если не он, то кто? Если не он, то кто?

Косметические бренды бьются над созданием аналогов ретинола

Vogue
Стресс омолаживает кожу! Не веришь? Врач-косметолог расскажет, что происходит Стресс омолаживает кожу! Не веришь? Врач-косметолог расскажет, что происходит

Какой именно стресс влияет на кожу и как справиться с его негативным эффектом

Cosmopolitan
«Такое может случиться с каждым»: 4 серьезных удара по нашей психике «Такое может случиться с каждым»: 4 серьезных удара по нашей психике

Многие из нас годами страдают, испытывают эмоциональный дискомфорт

Psychologies
Начни заранее: 15 заделов на будущее, пока тебе нет 25 Начни заранее: 15 заделов на будущее, пока тебе нет 25

Эти правила помогут тебе сохранить бодрость духа и эффективнее достигать целей

Cosmopolitan
«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
Почему рубль не резервная валюта Почему рубль не резервная валюта

Россию ждет накопление резервов, повышение налогов и ужесточение регулирования

СНОБ
Ну мымра и разошлась! Ну мымра и разошлась!

Упражнения и советы, чтобы справиться с страхом перед руководителем на работе

Лиза
Кейт Миддлтон обошла Меган Маркл в рейтинге самых дорогих свадебных платьев Кейт Миддлтон обошла Меган Маркл в рейтинге самых дорогих свадебных платьев

Эксперты оценили стоимость свадебных нарядов представительниц королевских семей

Cosmopolitan
Балерина, ударившая офицера СС каблуком, и другие примеры неудавшихся, но очень дерзких, бунтов в истории Балерина, ударившая офицера СС каблуком, и другие примеры неудавшихся, но очень дерзких, бунтов в истории

Дерзкие бунты — от одной танцовщицы до многотысячного войска

Maxim
7 вещей, на которых ты можешь сэкономить без ущерба стилю 7 вещей, на которых ты можешь сэкономить без ущерба стилю

Уроки экономии без вреда для вкуса от модели Марии Ивакова

Cosmopolitan
Центр притяжения Центр притяжения

Декольте – в прямом смысле одна из самых выдающихся зон тела

Лиза
Йоко Оно Йоко Оно

Правила жизни художницы, музыкантки и вдовы Джона Леннона Йоко Оно

Esquire
Топ-5 расслабляющих и успокаивающих видеоигр для ПК Топ-5 расслабляющих и успокаивающих видеоигр для ПК

Это подборка для тех, кто устал

Популярная механика
«У меня всегда будут мои звезды»: как первая российская женщина-астроном встретила революцию «У меня всегда будут мои звезды»: как первая российская женщина-астроном встретила революцию

Отрывок из биографии женщины-астронома Нины Субботиной

Forbes
Ты про них точно не слышала! 10 полезных бьюти-лайфхаков от звездного визажиста Ты про них точно не слышала! 10 полезных бьюти-лайфхаков от звездного визажиста

Полезные лайфхаки, которые пригодятся всем при создании ежедневного макияжа

Cosmopolitan
Время Чулпан Время Чулпан

Чулпан Хаматова — героиня видеопроекта «Сноба» «Ты и Вы»

СНОБ
Каменные гости Каменные гости

На Рублевке открывается частный Музей камней

Forbes
«В месяц уходит пять пар перчаток, потому что крабы кусаются»: чем занимается и сколько зарабатывает моряк-краболов «В месяц уходит пять пар перчаток, потому что крабы кусаются»: чем занимается и сколько зарабатывает моряк-краболов

Моряк-краболов — о своей работе, доходе и планах на жизнь

VC.RU
Язык добра Язык добра

Три глобальных движения мировых лидеров бизнеса в одной системе координат

Forbes
Нулевая видимость Нулевая видимость

Над модой 2000‑х, одновременно вульгарной и наивной, принято потешаться

Vogue
Любовный треугольник: почему с ним соглашается каждая из сторон? Любовный треугольник: почему с ним соглашается каждая из сторон?

Любовный треугольник возникает не случайно и удобен каждому участнику

Psychologies
Дядька императора Дядька императора

В Российской империи воспитание царских отпрысков было делом политическим

Дилетант
10 секретов, как выглядеть дорого, не тратя на это слишком больших денег, времени и усилий 10 секретов, как выглядеть дорого, не тратя на это слишком больших денег, времени и усилий

Простые мужские правила груминга

Maxim
Электрических угрей застали за коллективной охотой Электрических угрей застали за коллективной охотой

Электрические угри объединяются в группы и нападают на мелких рыб

N+1
Что такое эссенциализм и как жить в согласии со своими целями Что такое эссенциализм и как жить в согласии со своими целями

Отрывок из книги Грега Маккеона «Путь к простоте»

РБК
Открыть в приложении