Логин:   Пароль:  

Соцсети



Ещё в разделе
Опрос

Как вам наш ресурс ?

Отлично
Хорошо
Удов.
Плохо


Результаты
Все опросы

Партнёры

Изучение реальных жидкостей требует тщательных наблюдений за 2D-жидкостями

При температуре, близкой к замерзанию, в жидкостях уже наблюдается присутствие некоторых твердых кристаллических структур. Чтобы изучить взаимодействие этих структур между собой, группа тайваньских ученых создала точную двумерную модель, в которой вместо
Автор: Роман Галиброда
Написал: halibroda Дата: 2012-12-29 14:42
При температуре, близкой к замерзанию, в жидкостях уже наблюдается присутствие некоторых твердых кристаллических структур. Чтобы изучить взаимодействие этих структур между собой, группа тайваньских ученых создала точную двумерную модель, в которой вместо жидкости выступает плазма с плавающими в ней структурами. Наблюдения показали, что смоделированная система в произвольном порядке образует двумерную жидкость, в которой имеются скользящие по прямой относительно друг друга небольшие упорядоченные области. Такие же явления происходят и в реальной жидкости.


Во время экспериментов физики выявили несколько видов перестановок, которые имеют место в кристаллоподобных структурах в момент их взаимодействия между собой. Отмечено, что прямой связи между трехмерными и двумерными жидкостями нет, однако физики склонны полагать, что наблюдения за 2D-жидкостями все равно помогут создать ясную картину для понимания процессов, происходящих в жидкой фазе в целом.

Исследования, которые направлены на выявление положения атомов в кристаллической решетке, проводятся уже достаточно давно. Проблема заключается в том, что применительно к неупорядоченным структурам, например, к жидкости, методика исследований дает слишком усредненные и неточные результаты. Таким образом, понять локальные взаимодействия на уровне всего лишь одного атома невозможно. Изменить ситуацию может метод компьютерного моделирования, но работа ученых в этом случае осложняется, если рассматривать целые большие системы, состоящие из нескольких тысяч атомов.

Для преодоления возникающих препятствий физикам приходится использовать аналоговые системы, где вместо атомов рассматриваются более крупные частицы, за которыми можно вести наблюдения в режиме реального времени. С точки зрения возможностей науки, гораздо проще изучать 2D-системы – они могут отличаться от реальных трехмерных жидкостей, но также способны обнаружить в себе интересные явления.

В экспериментах, где вместо молекул жидкости использовались пластиковые шарики, помещенные между двух пластин из стекла, продемонстрировано, что частицы могут группироваться в двухмерную фазу, о чем говорили и теоретические доводы. Для лучшего понимания явлений упомянутая модель была усовершенствована – пластиковые шарики помещались в плазму, где из-за низкой вязкости субстанции движение частиц больше приближено к условиям движения свободных частиц.

Подобную методику применили в своих экспериментах физики из Национального университета Тайваня. В роли частиц ученые использовали заряженные гранулы с диаметральным размером 7 микрон. Вместо жидкой субстанции исследователи применили плазму, которая генерировалась в разреженном аргоне с помощью радиочастотного электрического поля. Наблюдения показали, что частицы, будучи заряженными, отталкивались друг от друга. Несмотря на это, наблюдалось образование заряженными частицами вертикальных цепочек, расположенных в нескольких миллиметрах от горизонтальной металлической пластины – электрода. Цепочки перемещались и в вертикальном, и в горизонтальном направлении и напоминали один целый объект. Движение цепочек регистрировалось цифровыми камерами.

В течение всего эксперимента физики составили каталоги разных видов перестановок, которые происходили при взаимодействии соседних цепочек. Эти взаимодействия приводили к постоянным изменениям в структуре жидкости. Сегодня исследования тайваньских ученых интересуют мировое научное сообщество, поскольку наблюдения могут помочь более ясно понять те процессы, которые происходят в 2D-жидкостях.


Рейтинг:
Комментарии: (0)

Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.044 секунды
  • Кованые перила

    Каталог декоративного проката, кованых и штампованных элементов

    vorota-piter.ru