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
Звезды, виновные в гибели людей: Петренко, Бродерик и другие Звезды, виновные в гибели людей: Петренко, Бродерик и другие

Истории знаменитых людей, которые стали виновниками чьей-то гибели

Cosmopolitan
7 способов максимально ускорить восстановление мышц 7 способов максимально ускорить восстановление мышц

Сделай свои тренировки еще эффективнее

Playboy
Эффект цитруса Эффект цитруса

Какие полезные качества скрывают в себе цитрусы

Лиза
Кошачьи сходства, собачьи различия Кошачьи сходства, собачьи различия

Почему собачьих пород намного больше, чем кошачьих?

Наука и жизнь
Самобытная Россия: ливвики Самобытная Россия: ливвики

Ливвики — один из трех коренных народов Карелии

Культура.РФ
Медь – в серебро: празднуем «медную» свадьбу Медь – в серебро: празднуем «медную» свадьбу

7 лет супружеской жизни отмечаются как медная или шерстяная свадьба

Cosmopolitan
Под ударом: кому угрожает субсидиарная ответственность Под ударом: кому угрожает субсидиарная ответственность

Если вы влияете на бизнес компании, вы находитесь в зоне риска

Forbes
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
Стэнли Туччи о фильме «Супернова», тимпано и его вирусной рекламе Levi’s 1980-х Стэнли Туччи о фильме «Супернова», тимпано и его вирусной рекламе Levi’s 1980-х

Стэнли Туччи зарекомендовал себя как главный бонвиван Голливуда

GQ
От пешки до королевы От пешки до королевы

Аня Тейлор-Джой и ее феноменальный успех

Караван историй
10 удивительных фактов о голубях: они совсем не глупые и не грязные 10 удивительных фактов о голубях: они совсем не глупые и не грязные

10 фактов о голубях как вызов стереотипам

Популярная механика
Чек-лист хорошего косметолога: 7 признаков, что врачу можно доверить свое лицо Чек-лист хорошего косметолога: 7 признаков, что врачу можно доверить свое лицо

Чек-лист, с помощью которого можно определить хорошего косметолога

Cosmopolitan
Mazda CX-9. А он у тебя большой! Mazda CX-9. А он у тебя большой!

Mazda CX-9 — самый большой кроссовер модельного ряда Mazda

4x4 Club
5 изобретателей ХХ века, убитых собственными изобретениями 5 изобретателей ХХ века, убитых собственными изобретениями

Изобретатель — профессия безумная и опасная

Maxim
До свадьбы не дошло: громкие расставания звезд после гражданских браков До свадьбы не дошло: громкие расставания звезд после гражданских браков

Звезды, которые расстались, не успев официально заключить брак

Cosmopolitan
Спину прихватило! Спину прихватило!

Причин боли в спине множество. Как не пропустить тревожные сигналы?

Лиза
Косплей на Ильича. Почему возвращение Навального в Россию напоминает путь Ленина Косплей на Ильича. Почему возвращение Навального в Россию напоминает путь Ленина

Андрей Аксенов находит параллели в историях Ленина и Навального

СНОБ
7 самых громких скандалов в истории музыки 7 самых громких скандалов в истории музыки

Какие же омерзительные гадости вытворяют звезды шоу-бизнеса!

Maxim
“Горбачев”: необычный спектакль о бесконечной любви “Горбачев”: необычный спектакль о бесконечной любви

Эта история только о любви — безусловной, сильной и искренней

ЖАРА Magazine
5 блюд и напитков, изобретенных случайно 5 блюд и напитков, изобретенных случайно

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

Maxim
Компост-модернизм Компост-модернизм

О фильме «Снега больше не будет» и магическом реализме с человеческим лицом

Weekend
Светлана Сачкова: Люди и птицы. Отрывок из романа Светлана Сачкова: Люди и птицы. Отрывок из романа

Глава из романа Светланы Сачковой «Люди и птицы»

СНОБ
10 безрассудных поступков, которые ты должен совершить хотя бы раз! 10 безрассудных поступков, которые ты должен совершить хотя бы раз!

Поступки, которые нужно совершить, чтобы не было стыдно за уныло прожитые годы

Maxim
Главное качество идеального партнера Главное качество идеального партнера

Какая черта любимого человека делает отношения с ним или с ней идеальными?

Psychologies
11 вопросов для работы с метафорическими картами 11 вопросов для работы с метафорическими картами

Как «общаться» с метафорическими картами и чем они могут помочь?

Psychologies
Ну мымра и разошлась! Ну мымра и разошлась!

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

Лиза
Теория U Теория U

Лидерство из будущего

kiozk originals
Как правильно мыть голову: важные правила, которые должна знать каждая Как правильно мыть голову: важные правила, которые должна знать каждая

Кажется, что может быть проще — вымыть голову!

Cosmopolitan
Правила жизни Дэвида Линча Правила жизни Дэвида Линча

Дэвид Линч: я узнал все в своей жизни потому, что решил попробовать что-то новое

Esquire
Открыть в приложении