Возьмите миску с кухни, добавьте горстку алюминиевые шарики, нанесите немного высокие напряжения, и смотреть элегантный танец разворачиваться, где частицы вновь выстраиваются в своеобразную «Кристалл» узор. Это любопытное поведение относится к феномену, известному как кристаллизация Вигнера, где частицы с одинаковым электрическим зарядом отталкиваются, образуют упорядоченную структуру.
Вигнеровской кристаллизации наблюдается в различных системах, начиная от твердых частиц размером песчаных зерен, взвешенных в небольшие облака электронов и ионов (так называемая пылевая плазма) в дремучих недр планеты-по размеру звезд, известных как белые карлики. Профессор Баталеры Алекс из Государственного Университета Северной Каролины недавно обнаружила, что Вигнеровской кристаллизации внутри белых карликов может быть изучен в лаборатории, используя новый класс классической системы, называемой гравитации кристаллов.
Для любознательных поведение Вигнеровской кристаллизации происходят, там должны быть системы, состоящей из заряженных частиц, которые являются свободно передвигаться (плазмы), которые сильно взаимодействуют друг с другом (сильно связанных частиц), и наличие удерживающих сил, чтобы удержать частицы плазмы с омерзительно рвутся подальше друг от друга.
Для исследования этого состояния для малых весах в лаборатории, Доктор Баталером разработали новый механизм, который находится металлическими шарами в контакте с высоким напряжением отделывая поверхность, которая заряжает сферах путем перечисления сотен миллионов электронов с их поверхности, и тем самым увеличивает отталкивание частиц, а также удерживает частицы, содержащиеся. Кроме того, когда шары катятся по поверхности, их движение создает трение, которое быстро снижает кинетическую энергию и способствует крепкому сцеплению.
Ключевым моментом, который позволил нынешнее открытие было использовать гравитацию в качестве ограничивающего силу. Таким образом, мелкие заряженные шары могут быть гравитационно-замкнутых с помощью простой геометрии…миску.
С помощью гравитационного родов, доктор Баталеры обнаружил, что Вигнеровской кристаллизации также может быть продлен до макроскопических размеров частиц в миллион раз более массивной, чем пылевая плазма кузен, который теперь может быть использован для изучения других сингоний. Например, гравитация кристаллы могут имитировать любопытной особенностью белых карликовых звезд называется седиментацией. Недавно было обнаружено, что многослойные кристаллы слои могут образовываться в белый карлик звезды, содержащие кислород и углерод, где тяжелее кислорода «раковины» в основной. Гравитационный Кристалл композиция воспроизводит этот эффект многослойности при подаче высокого напряжения на первоначально смешанная система медных и алюминиевых шариков. Аналогично седиментации в белый карлик звезды, медные шарики, тяготеют к центру барабана при сохранении кристаллической структуры.
Свойства плазмы и внешней среды гравитационный Кристалл и белый карлик звезды, такие же разные, как можно себе представить, пока обе системы демонстрируют аналогичное поведение, что говорит о здравой природе кристаллизация Вигнера.
«Богатое разнообразие систем, в которых мы наблюдали кристаллизация Вигнера является прямым результатом его масштаб-независимый характер,» доктор баталер сказал. «Гравитация кристаллы расширить этот феномен человеческого измерения, при необходимости с минимальными затратами ресурсов. Что волнует меня больше всего об этой новой платформы является то, что практически любой любопытный человек может воссоздать в этой увлекательной состояние материи, который до сих пор был ограничен на миллион долларов экспериментов и в плотных внутренних звезд».
Это исследование было поддержано Фондом Юлиана Швингера через грант в JSF-18-09-0100.
Для получения дополнительной информации см. Также: П. Э. Трамбле, Ж. Фонтен, н. П. Г. Fusillo, Б. Х. Данлэп, Т. Б. гансики, А. М. Холланд, И. Гермеса, т. р. Марш, Э. Cukanovaite, и т. Каннингэм, натура 565, 202 (2019).
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!