Предложена новая квазичастица – вринклон
 Вринклоны на пластиковой поверхности; квазичастицы сосредоточены там, где одна складка превращается в две. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Складки могут появиться всякий раз, когда некий листовой материал фиксируется вдоль одной или нескольких осей. В случае с бытовыми шторами, плотность складок велика у карниза; книзу же плотность складок уменьшается (увеличивается расстояние между ними). Новые квазичастицы, предложенные учеными из Бельгии, Франции и США, и получившие название вринклоны (в честь англоязычного wrinkle – складка), помогут объяснить изменение плотности складок и закономерности их образования не только в макромасштабе, но и в наиболее интересных наноструктурах, вроде графена. Подробно результаты их работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
В науке предложено уже достаточно много различных квазичастиц. Физики достигли большого успеха в описании сложных свойств в терминах квазичастиц – коллективных возбуждений, поведение которых напоминает одну единственную частицу. В этом смысле вринклон не исключение; он описывает локализованную область с высокой степенью растяжения, где две складки материала превращаются в одну. На бытовых шторах обычно можно обнаружить одну или несколько таких «частиц», в зависимости от напряжений в материале и его физических свойств (таких как толщина и эластичность).
Изучая картины образования складок на различных материалах, совместная группа ученых обнаружила, что они самоподобны. Это значит, что одни и те же «шаблоны» складок и их «размножения» встречаются в различных областях материала и на различных масштабах длины. Команда показала универсальный характер этого утверждения, изучив широкий диапазон материалов, включая одноатомный слой углерода, формирующего гексагональную кристаллическую решетку (графен), а также различные типы тканей, полотна резины, бумажные и пластиковые листы. Для каждого материала измерялось расстояние между соседними складками (своего рода «длина волны») в зависимости от расстояния до фиксированного края материала (в случае со шторами – это карниз). Кроме того, было измерено напряжение в материале, модуль Юнга и толщина материала.
Сравнение всех изученных материалов показало, что «нормированная длина волны» (упомянутая выше «длина волны», деленная на толщину материала) имеет в различных материалах одну и ту же зависимость от так называемого «нормализованного расстояния» до фиксированного края листа (включающего в себя множитель, являющийся функцией напряжения, толщины и эластичности материала, помимо самого расстояния от фиксированного края).
Результаты исследований могут быть чрезвычайно полезны для научных групп, занимающихся изучением графена и влияния складок на атомных плоскостях на электрические и механические свойства этого материала.
Также по теме:
- Гигантская квантовая частица – парадокс? Нет, реальность! И новые загадки
- Новая квазичастица обнаружена в углеродных нанотрубках
Источники: