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

Эмбодимент-программа: как можно развивать телесный интеллект Эмбодимент-программа: как можно развивать телесный интеллект

Зачем (и о чем) думать, пробегая марафон или качая бицепсы?

GQ
«Дом с прислугой»: то ли триллер, то ли черная комедия о кукле, которая превращается в младенца «Дом с прислугой»: то ли триллер, то ли черная комедия о кукле, которая превращается в младенца

Второй сезон сериала «Дом с прислугой» поднимает важные и сложные темы

Forbes
Можно ли убедить родителей пойти к психологу Можно ли убедить родителей пойти к психологу

Что делать, если для родителей психотерапия — табу, но им нужна помощь?

Psychologies
Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III Стабильность — признак мастерства: обзор на Hitman III

Hitman III — заключительная часть трилогии о киллере под именем Агент 47

Esquire
Свежий воздух после скучного урока: почему молодежь выступает против «зашквара» в политике Свежий воздух после скучного урока: почему молодежь выступает против «зашквара» в политике

Выход на митинг школьников и студентов — болезненный для общества вопрос

Forbes
Тонкости перевода: как слово может стоить $71 млн и почему датчане обижаются из-за ковриков IKEA Тонкости перевода: как слово может стоить $71 млн и почему датчане обижаются из-за ковриков IKEA

Отрывок из книги «Тонкости перевода»

Forbes
«Мы отстаем от Netflix на годы»: онлайн-кинотеатры пожаловались на зарегулированность отрасли «Мы отстаем от Netflix на годы»: онлайн-кинотеатры пожаловались на зарегулированность отрасли

Российские онлайн-кинотеатры излишне зарегулированы в отличие от иностранных

Forbes
От альфонса до вождя: необычные роли Константина Хабенского От альфонса до вождя: необычные роли Константина Хабенского

Самые неожиданные роли в кинематографической биографии Константина Хабенского

Cosmopolitan
1001 вкус Дубая 1001 вкус Дубая

Путешествие в Дубай – повод изучить местную кухню

Лиза
Вошли в историю: 12 звезд, в честь которых назвали сумки Вошли в историю: 12 звезд, в честь которых назвали сумки

Знаменитости, в честь которых названы одни из самых желанных сумок в мире

Cosmopolitan
Лемешев и Козловский: самые известные тенора XX века Лемешев и Козловский: самые известные тенора XX века

Как складывалась судьба главных Ленских на российской оперной сцене

Культура.РФ
Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка

Что полезно есть зимой?

Psychologies
Роман в камне Роман в камне

Новая глава в истории любви Cartier с Россией — выставка в Эрмитаже

Vogue
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
Бен Аффлек, Брэд Питт и другие звездные хулиганы, которых не смог исправить брак Бен Аффлек, Брэд Питт и другие звездные хулиганы, которых не смог исправить брак

Может ли брак исправить алкоголика, наркозависимого или агрессивного мужчину?

Cosmopolitan
Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire) Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire)

Андрей Рывкин: масштаб личности Трампа стал больше должности президента США

Esquire
Ольга Бузова, Натали и другие российские звезды, которые попались на фонограмме Ольга Бузова, Натали и другие российские звезды, которые попались на фонограмме

Как звезды эстрады выкручиваются, когда их ловят на фонограмме

Cosmopolitan
Бонни и Клайд: история любви и смерти самого известного преступного дуэта в мире Бонни и Клайд: история любви и смерти самого известного преступного дуэта в мире

Ромео и Джульетта из преступного мира

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

Чем отличается мужская и женская сексуальность?

СНОБ
Интересные и нешуточные факты о Хите Леджере Интересные и нешуточные факты о Хите Леджере

Удивительно, сколько Хит Леджер успел за отведенное ему время

Maxim
Павел Деревянко: «У меня снова перемены в личной жизни» Павел Деревянко: «У меня снова перемены в личной жизни»

Павел Деревянко о любимых сказках, суперсчастливом детстве и походе к психологу

Cosmopolitan
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
5 легальных способов получить удовольствие от длинной поездки за рулем 5 легальных способов получить удовольствие от длинной поездки за рулем

Опять собрался на дачу — отдыхать от восьми часов на трассе?

Maxim
Одна вокруг света: главная улица Америки и дотошные шерифы Одна вокруг света: главная улица Америки и дотошные шерифы

104-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Амфоры с затонувшего корабля рассказали о торговых маршрутах Римского Средиземноморья Амфоры с затонувшего корабля рассказали о торговых маршрутах Римского Средиземноморья

Греческие археологи обнаружили артефакты в остатках античного корабля

N+1
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
Миллиарды на селфи и кроссовках: как заработали состояние Ким Кардашьян и Канье Уэст Миллиарды на селфи и кроссовках: как заработали состояние Ким Кардашьян и Канье Уэст

Как супруги Ким Кардашьян и Канье Уэст заработали свои миллиарды

Forbes
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
Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление

Отрывок из книги Андерса де ла Мотта «Осеннее преступление»

СНОБ
Красота по-французски: 7 секретов макияжа от парижского визажиста Красота по-французски: 7 секретов макияжа от парижского визажиста

Узнали, в чем секрет красоты по-французски и парижского шика

Cosmopolitan
Открыть в приложении