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

Создан самый быстрый метод квантовой генерации случайных чисел Создан самый быстрый метод квантовой генерации случайных чисел

Созданное устройство генерирует случайные числа со скоростью 8.05 Гб в секунду

Популярная механика
Как устроить себе отпуск, не выходя из дома: свежие идеи Как устроить себе отпуск, не выходя из дома: свежие идеи

Увидеть новые места и попробовать экзотические блюда теперь можно и дома

Psychologies
Мусор или реликвия: как коллекционер пивных банок помогает археологам Мусор или реликвия: как коллекционер пивных банок помогает археологам

Все зависит от угла, под которым вы смотрите на науку

Популярная механика
Простатит Простатит

Простатит – золотое дно для медицины и страшный сон для любого мужчины

Maxim
Однажды на диком Западе... Однажды на диком Западе...

Особенности менталитета жительниц Европы и Америки

Лиза
Травля соседа, пропажа $2 млрд и низложение Джека Ма: крупнейшие скандалы 2020 года с участием миллиардеров Травля соседа, пропажа $2 млрд и низложение Джека Ма: крупнейшие скандалы 2020 года с участием миллиардеров

Самые нашумевшие скандальные истории, случившиеся с миллиардерами в 2020 году

Forbes
Правила жизни Илона Маска Правила жизни Илона Маска

Правила жизни создателя SpaceX

Esquire
Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление

Отрывок из книги Андерса де ла Мотта «Осеннее преступление»

СНОБ
«Не внимая голосу совести» «Не внимая голосу совести»

«Око за око» — не лучший принцип для современного правосудия

Дилетант
Восток — дело тонкое Восток — дело тонкое

Об особенностях менталитета и привычках восточных женщин

Лиза
Вся правда об опьянении Вся правда об опьянении

Как правильно пить, и как совместить алкоголь и секс?

Maxim
10 российских сериалов о любви, за которые не стыдно 10 российских сериалов о любви, за которые не стыдно

Российские сериалы, в которых авторы посмотрели на любовь под новым углом

Cosmopolitan
4 вегетарианских рецепта со свеклой, идеально подходящих для зимнего перекуса 4 вегетарианских рецепта со свеклой, идеально подходящих для зимнего перекуса

Из свеклы можно приготовить не только винегрет

Playboy
Нейрохирург рассказал о пяти привычках, которые сделают нас умнее Нейрохирург рассказал о пяти привычках, которые сделают нас умнее

Санджай Гупта, нейрохирург: необходимо прокачивать свои когнитивные способности

Playboy
Manchzz Manchzz

Первое интервью певицы Manchzz: о псевдониме, карьере и аккаунтах в соцсетях

ЖАРА Magazine
Эрнест Латыпов: кровь, пот и слезы Эрнест Латыпов: кровь, пот и слезы

В Мариинском театре Эрнест Латыпов станцевал практически весь репертуар

Караван историй
Дали ремня Дали ремня

Как успешный юрист основал маленькую мануфактуру по производству ремней

Robb Report
Созданы первые синтетические бактериофаги Созданы первые синтетические бактериофаги

Эти бактериофаги могут быть полезны для разработки антибактериальных средств

N+1
Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам

Как соблюсти идеальный баланс между комфортом и стилем

Esquire
«В каждой машине есть немного Нильса Болина»: тред о создании ремня безопасности и отказе Volvo зарабатывать на нём «В каждой машине есть немного Нильса Болина»: тред о создании ремня безопасности и отказе Volvo зарабатывать на нём

Перевод Twitter-треда основателя сервисов Macro и Gamer Sensei Анкита Харатхи

VC.RU
Какой кофе самый вредный для Земли: ученые посчитали углеродный след напитков Starbucks Какой кофе самый вредный для Земли: ученые посчитали углеродный след напитков Starbucks

Чтобы повлиять на климатическую ситуацию на планете, стоит подумать о кофе

Популярная механика
Проснись и спи. Как высыпаться за 4 часа в сутки Проснись и спи. Как высыпаться за 4 часа в сутки

Что такое полифазный сон и почему спать один раз в сутки вредно

Maxim
Алкогений: Александр Годунов Алкогений: Александр Годунов

Биография Александра Годунова могла бы стать основой шпионско-любовного романа

Maxim
Топ-7 лучших программ для просмотра фотографий в Windows Топ-7 лучших программ для просмотра фотографий в Windows

Для просмотра фотографий в Windows 10 можно установить удобную программу

CHIP
Приют разозленных консерваторов: почему Signal и Telegram — это новые Twitter и Facebook Приют разозленных консерваторов: почему Signal и Telegram — это новые Twitter и Facebook

Почему популярность Signal и Telegram так резко возрасла

Forbes
Стыд и срам. Миф о женской моногамности Стыд и срам. Миф о женской моногамности

Чем отличается мужская и женская сексуальность?

СНОБ
«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Режиссер Семен Серзин — о «Человеке из Подольска» и девяностых Режиссер Семен Серзин — о «Человеке из Подольска» и девяностых

Режиссер Семен Серзин — о серости, красоте и его собственном кинодебюте

РБК
Мирная речь военного времени: к кому обращался Владимир Путин в Давосе Мирная речь военного времени: к кому обращался Владимир Путин в Давосе

В новой холодной войне у России явный дефицит союзников

Forbes
«Крушение»: эссе Фрэнсиса Скотта Фицджеральда из одноименного сборника сочинений, написанного для Esquire «Крушение»: эссе Фрэнсиса Скотта Фицджеральда из одноименного сборника сочинений, написанного для Esquire

Ни один из рассказов Фицджеральда не вызвал столько споров, как «Крушение»

Esquire
Открыть в приложении