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

Ученые измерили расстояние до самой дальней галактики во Вселенной Ученые измерили расстояние до самой дальней галактики во Вселенной

До самой старой и дальней галактики 13,4 миллиарда лет

Популярная механика
Как разговаривать с кем угодно, когда угодно и где угодно: уроки успешных разговоров из книги Ларри Кинга Как разговаривать с кем угодно, когда угодно и где угодно: уроки успешных разговоров из книги Ларри Кинга

Отрывок из книги Ларри Кинга, посвященной ораторскому мастерству

VC.RU
Лапы вверх: животные и птицы, которые были арестованы за различные преступления Лапы вверх: животные и птицы, которые были арестованы за различные преступления

Голуби-шпионы, коты-контрабандисты и ослы-хулиганы

Maxim
15 привычек, которые помогают стать счастливее 15 привычек, которые помогают стать счастливее

Кто из нас не хочет радоваться жизни и чувствовать себя счастливым?

Psychologies
Искусство сна: десять лучших способов выспаться Искусство сна: десять лучших способов выспаться

Исчерпывающий рейтинг лучших способов вздремнуть

Esquire
«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
Почему твои волосы слабые: 5 ошибок ухода за кожей головы Почему твои волосы слабые: 5 ошибок ухода за кожей головы

Мы ухаживаем за волосами, но иногда результат далек от желаемого. В чем причина?

Cosmopolitan
Самобытная Россия: ливвики Самобытная Россия: ливвики

Ливвики — один из трех коренных народов Карелии

Культура.РФ
Правила жизни Адриано Челентано Правила жизни Адриано Челентано

Правила жизни музыканта и актера Адриано Челентано

Esquire
Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу

Готовить дома магазинные десерты — это вызов себе

Cosmopolitan
Создатель Pebble запустил агрегатор мессенджеров Beeper: как он устроен, зачем нужен и чем отличается от аналогов Создатель Pebble запустил агрегатор мессенджеров Beeper: как он устроен, зачем нужен и чем отличается от аналогов

Эрик Мигиковски объединил все мессенджеры в универсальном сервисе

VC.RU
Измениться в лице Измениться в лице

Правильно подобранная челка, длина, цвет волос помогут скорректировать внешность

Лиза
Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила

Grand Cherokee WK2 — лучший «Гранд» из тех, что когда-либо выпускались

4x4 Club
Самые противные вредные привычки: этот список поможет понять, с чем тебе пора попрощаться Самые противные вредные привычки: этот список поможет понять, с чем тебе пора попрощаться

Список самых опасных вредных привычек, которые пагубно влияют на здоровье

Playboy
Общенародные выборы Ивана Сусанина Общенародные выборы Ивана Сусанина

Как исторических правды оказалось две

Огонёк
Возвращение ананасов-убийц! 20 продуктов, которые могут незаметно травить тебя Возвращение ананасов-убийц! 20 продуктов, которые могут незаметно травить тебя

Отдельные виды продовольствия для многих людей являются ядовитыми

Maxim
Музыканты, которых обвиняли в нацизме Музыканты, которых обвиняли в нацизме

Кого из западных знаменитостей пытались гонять за пропаганду фашизма

Maxim
«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
Что нужно знать о дизайнере Джерри Лоренцо, основателе Fear of God и новом главе adidas Basketball Что нужно знать о дизайнере Джерри Лоренцо, основателе Fear of God и новом главе adidas Basketball

Джерри Лоренцо — дизайнер-самоучка и звезда стритвира

Esquire
Электрических угрей застали за коллективной охотой Электрических угрей застали за коллективной охотой

Электрические угри объединяются в группы и нападают на мелких рыб

N+1
«Зачем университет? Трата времени»: Шепелев об образовании сына Жанны Фриске «Зачем университет? Трата времени»: Шепелев об образовании сына Жанны Фриске

Телеведущий Дмитрий Шевелев высказался на злободневную для родителей тему

Cosmopolitan
Осторожно: гормоны стресса! Осторожно: гормоны стресса!

Как не позволять стрессу взять над тобой верх?

Лиза
Физики описали еще один способ получения энергии из черных дыр Физики описали еще один способ получения энергии из черных дыр

Физики: найден новый способ извлечь энергию из вращающейся черной дыры

N+1
Томми Ориндж: Там мы стали другими Томми Ориндж: Там мы стали другими

Глава из книги Томми Оринджа «Там мы стали другими» о коренном населении Америки

СНОБ
Баллада Баллада

История любви афериста и грабительницы

Esquire
Медь – в серебро: празднуем «медную» свадьбу Медь – в серебро: празднуем «медную» свадьбу

7 лет супружеской жизни отмечаются как медная или шерстяная свадьба

Cosmopolitan
Гладить, любить, хвалить: что общего у воспитания детей и домашних питомцев Гладить, любить, хвалить: что общего у воспитания детей и домашних питомцев

Специалистки по поведению собак: как корректировать поведение питомцев

Psychologies
Битва за трубу: почему владелец «Тольяттиазота» обвиняет «Уралхим» в использовании «методов из 90-х» Битва за трубу: почему владелец «Тольяттиазота» обвиняет «Уралхим» в использовании «методов из 90-х»

«Продолжение рейдерской атаки» на Тольяттиазот

Forbes
Андрей Протопопов: Как меняется культура потребления финансовых услуг Андрей Протопопов: Как меняется культура потребления финансовых услуг

Почему пользователи с осторожностью относятся к новым финтех-продуктам

СНОБ
Эффект цитруса Эффект цитруса

Какие полезные качества скрывают в себе цитрусы

Лиза
Открыть в приложении