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

Осторожно, еда! Осторожно, еда!

Как свежая и неиспорченная пища может стать отравой

N+1
Мед и корица: 4 причины чаще есть их вместе Мед и корица: 4 причины чаще есть их вместе

Мед и корица отлично поддерживают организм

Лиза
Софи Лорен: потрясающая история любви и карьеры знаменитой итальянки Софи Лорен: потрясающая история любви и карьеры знаменитой итальянки

Софи Лорен полна оптимизма и энергии, которые пронесла через всю свою жизнь

Cosmopolitan
На инвестиционной игле: как стартапы подсаживаются на венчурные деньги и почему это плохо На инвестиционной игле: как стартапы подсаживаются на венчурные деньги и почему это плохо

Почему многие проекты из претендентов в «единороги» превращаются в банкротов

Forbes
Можно ли подхватить вирус, скачивая приложения из Google Play и App Store? Можно ли подхватить вирус, скачивая приложения из Google Play и App Store?

Можно ли быть уверенными в безопасности софта из официальных магазинов?

CHIP
Свадьбы принца Уильяма, Ким Кардашьян и еще 8 самых дорогих свадеб 21 века Свадьбы принца Уильяма, Ким Кардашьян и еще 8 самых дорогих свадеб 21 века

Свадьбы не мировых, а космических масштабов

Cosmopolitan
Писала маме письма. Как складывается судьба дочери Юлии Началовой Писала маме письма. Как складывается судьба дочери Юлии Началовой

Дочь Юлии Началовой очень похожа на маму: рассказываем, как она живет сейчас

Cosmopolitan
Кто этот мощный старик? Кто этот мощный старик?

Краткое содержание жизни Джо Байдена

GQ
Как привлечь удачу: 6 главных способов настоящих счастливчиков Как привлечь удачу: 6 главных способов настоящих счастливчиков

Поверь, с удачей можно договориться

Playboy
Чувство полета Чувство полета

Любовь в целом прекрасна, любовь к себе – необходима

Cosmopolitan
«Остался один». Что произошло с Муратом Насыровым 14 лет назад «Остался один». Что произошло с Муратом Насыровым 14 лет назад

История жизни певца Мурата Насырова

Cosmopolitan
Приглашение на сказ Приглашение на сказ

Игорь Гулин о романе Александра Соболева «Грифоны охраняют лиру»

Weekend
Праздник, который всегда с тобой Праздник, который всегда с тобой

Андрей Подшибякин: мы любим праздники, но относимся к ним специфически

GQ
«Раскол глубок. Но стейкхолдеры системы не заинтересованы в ее разрушении» «Раскол глубок. Но стейкхолдеры системы не заинтересованы в ее разрушении»

О перспективах российско-американских отношений

Огонёк
Ни дать ни взять Ни дать ни взять

Объясняем, как наиболее деликатно ссужать деньги или просить в долг

GQ
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
Звезда Звезда

Актер Реге-Жан Пейдж рассуждает о расовом многообразии и миссии телевидения

Esquire

Книга Джорджа Оруэлла «1984» выходит в новом переводе Леонида Бершидского

Esquire
Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем

Физик Митио Каку поделился прогнозами о будущем

Inc.
Конец эпохи Аресибо Конец эпохи Аресибо

Cамый известный в мире радиотелескоп разрушился

Наука и жизнь
13 прекрасных событий ужасного 2020 года 13 прекрасных событий ужасного 2020 года

Уже привык к тому, что 2020 год – самый ужасный в истории человечества?

Maxim
7 эффективных способов расслабиться по-настоящему 7 эффективных способов расслабиться по-настоящему

Как научиться глубоко расслабляться с пользой для здоровья

РБК
Лео Бокерия — о режиме дня, спорте и профилактике заболеваний Лео Бокерия — о режиме дня, спорте и профилактике заболеваний

«Здоровье — это вопрос менталитета», уверен Лео Бокерия

РБК
Лучшие фильмы о вьетнамской войне. Развлекательные тоже считаются Лучшие фильмы о вьетнамской войне. Развлекательные тоже считаются

Фильмы о войне во Вьетнаме: известные и не очень

Maxim
Кручу-верчу Кручу-верчу

Делаем локоны без утюжка, стайлера или щипцов, а с помощью резинки или носка

Лиза
5 кровожадных вампиров, которые действительно существуют 5 кровожадных вампиров, которые действительно существуют

Существа, сосущие кровь (но не комары), встречаются сплошь и рядом

Maxim
Трогательная история Трогательная история

Александра Потапова очень любит сложные по текстуре интерьеры

AD
Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление Андерс де ла Мотт: Осеннее преступление

Отрывок из книги Андерса де ла Мотта «Осеннее преступление»

СНОБ
Как открыть детский сад в квартире многоэтажки Как открыть детский сад в квартире многоэтажки

Открыть детский сад на базе обычной квартиры стало проще

СНОБ
Жуткие фанаты-преследователи Брэда Питта, Селены Гомес, Николь Кидман и других Жуткие фанаты-преследователи Брэда Питта, Селены Гомес, Николь Кидман и других

Нередко жизнь мировых знаменитостей и секс-символов омрачают сталкеры

Cosmopolitan
Открыть в приложении