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

Порно-реванш: почему мужчины делятся интимными фото и видео бывших подруг Порно-реванш: почему мужчины делятся интимными фото и видео бывших подруг

Разобрались, почему мужчины устраивают порно-месть своим бывшим девушкам

Psychologies
Как устранить последствия драки Как устранить последствия драки

Советы по первой помощи после драки от медсестры с десятилетним стажем

Maxim
А кто не пьет? А кто не пьет?

Психолог – о том, как справиться с алкоголизмом мужа

Лиза
Когда уходят в детство Когда уходят в детство

Как понять, что у твоих дедушек и бабушек начались проблемы?

Maxim
Бетти Уайт — 99! Любопытные подробности о первой актрисе ситкомов Бетти Уайт — 99! Любопытные подробности о первой актрисе ситкомов

Чем так известна Бетти Уайт?

Cosmopolitan
Ирина Шейк. Как добилась известности девочка из Еманжелинска Ирина Шейк. Как добилась известности девочка из Еманжелинска

История Ирины Шейк доказывает, что простая девочка может стать секс-символом

Cosmopolitan
6 загадочных эпидемий исчезновения пенисов в истории 6 загадочных эпидемий исчезновения пенисов в истории

После чтения этой статьи ты перестанешь бояться эпидемии гриппа!

Maxim
5 упражнений на сострадание к себе 5 упражнений на сострадание к себе

Несколько простых практик помогут понять, как проявить к себе сострадание

Psychologies
Учиться, учиться и ещё... Учиться, учиться и ещё...

Груминг-драма «Учитель» — сериал от FX о страсти и зависимости

ЖАРА Magazine
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
В модном бизнесе появился новый тренд: бренды платят потребителям за то, что они носят их одежду В модном бизнесе появился новый тренд: бренды платят потребителям за то, что они носят их одежду

Бренды намерены бороться с чрезмерным потреблением

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
Дальше будет лучше Дальше будет лучше

Квартира в центре Санкт-Петербурга с интерьером для души

AD
Что скрывает ипохондрия? Что скрывает ипохондрия?

Психолог — о тревоге ипохондрика и почему с ней так трудно справиться

Psychologies
Триумфальное возвращение 57-го калибра Триумфальное возвращение 57-го калибра

Дистанционно-управляемые боевые модули

Популярная механика
Как Федерико Феллини одевался в восьмидесятых — и почему до сих пор может служить образцом идеального зрелого стиля Как Федерико Феллини одевался в восьмидесятых — и почему до сих пор может служить образцом идеального зрелого стиля

Показываем, из чего состоял гардероб Федерико Феллини и почему это образец стиля

Esquire
Пять научно обоснованных причин, почему стоит бояться зомби-апокалипсиса Пять научно обоснованных причин, почему стоит бояться зомби-апокалипсиса

Рассказываем, почему ты не зря опасаешься наступления зомби-апокалипсиса

Maxim
И вашим и нашим И вашим и нашим

В этом проекте у Ираклия Зария получился неожиданный, но красивый союз

AD
Признаки интимной анорексии и что это такое (на всякий случай проверься) Признаки интимной анорексии и что это такое (на всякий случай проверься)

Почему люди отказываются от секса и эмоциональной близости

Maxim
Василий Ян Василий Ян

Василий Ян глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
7 идиотских изобретений, не доживших, к счастью, до наших дней! 7 идиотских изобретений, не доживших, к счастью, до наших дней!

Не каждое изобретение полезно и ценно для общества и истории

Maxim
Черная невеста: 8 звезд, которые вышли замуж в черных платьях Черная невеста: 8 звезд, которые вышли замуж в черных платьях

Наши героини уверены: черный подвенечный наряд ничуть не хуже белого!

Cosmopolitan
Мой белый. Отрывок из новой книги Ксении Буржской Мой белый. Отрывок из новой книги Ксении Буржской

Фрагмент из волшебной книги Ксении Буржской о необычайных чувствах

СНОБ
Положительный опыт окружающих может сделать нас счастливее Положительный опыт окружающих может сделать нас счастливее

Если детство было трудным, во взрослой жизни бывает непросто строить отношения

Psychologies
Лучшая книга про похмелье: как подобрать лекарство от болезни, в которой виноваты мы сами Лучшая книга про похмелье: как подобрать лекарство от болезни, в которой виноваты мы сами

Отрывок из книги Шонесси Бишоп-Столл «Похмелье»

Forbes
7 способов максимально ускорить восстановление мышц 7 способов максимально ускорить восстановление мышц

Сделай свои тренировки еще эффективнее

Playboy
10 самых раздражающих проблем в макияже и как с ними бороться 10 самых раздражающих проблем в макияже и как с ними бороться

10 самых распространенных мейкап-бед, которые знакомы каждой девушке

Cosmopolitan
Брак не сложился: есть ли выход кроме развода? Брак не сложился: есть ли выход кроме развода?

Если супружество не приносит вам счастья, развод — не единственный выход

Psychologies
Астрономы изучили то, как ведут себя в космосе Астрономы изучили то, как ведут себя в космосе

Как огромные потоки плазмы и радиации движутся от Солнца в открытый космос?

Популярная механика
О том, как связаны сила воли, деньги, успех и глюкоза О том, как связаны сила воли, деньги, успех и глюкоза

Изучаем, как накачать силу воли с помощью питания, гаджетов и тренировок

Maxim
Открыть в приложении