Физики впервые засняли «промежуточную» фазу плавления в двумерном материале

Австрийские физики впервые смогли напрямую наблюдать плавление ультратонкого материала на атомном уровне — и обнаружили фазу, поведение которой противоречит действующим представлениям о том, как должны плавиться двумерные кристаллы.

В обычных трёхмерных материалах — таких как лёд или металл — плавление происходит резко: как только достигается температура плавления, кристаллическая решётка почти мгновенно разрушается. Но если материал представляет собой один-единственный атомный слой, ситуация меняется. В двумерных кристаллах атомы могут двигаться только в одной плоскости, и это создаёт иную термодинамику.

Одним из таких «нетривиальных» состояний считается гексатическая фаза — промежуточный этап между твёрдым и жидким состоянием. В ней расстояния между атомами становятся беспорядочными (как в жидкости), но углы между ними остаются частично упорядоченными (как в твёрдом теле). Её существование предсказывали с 1970-х годов, но в реальных материалах она никогда не наблюдалась напрямую.