ТАСС, 15 января. Российские физики доказали, что твердые вещества могут находиться в так называемой гексатической фазе – промежуточном состоянии между кристаллами и жидкостью. Это подтвердило теоретическое предсказание лауреатов Нобелевской премии 2016 года. Об этом пишет пресс-служба МФТИ со ссылкой на статью в журнале Scientific Reports.
Почти все элементы и химические соединения могут существовать в четырех агрегатных формах – твердом, жидком, газообразном и плазме. Долгое время физики считали, что большая часть твердых тел, в том числе и кристаллов, превращается в жидкость напрямую, если их в достаточной мере нагреть.
Около 40 лет назад физики-теоретики Майкл Костерлиц и Дэвид Таулесс предположили, что на самом деле это не так – превращение твердых кристаллов в жидкость и наоборот протекает через промежуточную фазу, которую они назвали "гексатической".
В 2016 году за это предсказание ученые получили Нобелевскую премию по физике. Однако до недавнего времени ученые не получали однозначного практического подтверждения их теории. Эту задачу решили специалисты ОИВТ РАН и МФТИ, экспериментируя с так называемыми пламенно-пылевыми системами.
Физики создали установку, которая была заполнена аргоновой плазмой. Туда можно было запускать большое количество "пыли" – сферических микрочастиц, которые состоят из полистирола и покрыты тонкой пленкой из никеля. При нагреве или охлаждении такая смесь ведет себя подобно кристаллам твердых веществ.
Облучая их лазером, физики отслеживали, как менялся характер движения частиц в зависимости от взаимодействия их поверхности с плазмой после нагрева. Оказалось, что характер движения и поведение полимерных частиц внутри этого плазменного "кристалла" при его нагреве и остывании полностью совпадали с предсказанием теории Таулесса и Костерлица.
Дальнейшие опыты с плазмой, как надеются физики, помогут им создать новые материалы и найти иные практические применения для теории Костерлица, Таулесса и других ученых, которые внесли большой вклад в изучение переходов между твердой и жидкой материей.