Cтраница 1
Пылевая плазма ( от англ, dusty plasma) представляет собой ионизованный газ, содержащий частицы конденсированного вещества. Пыль и пылевая плазма широко распространены в космосе. Наконец очень активно исследуется пылевая плазма в лабораторных условиях. Пылевые частицы могут не только преднамеренно вводиться в плазму, но и образовываться самопроизвольно в результате различных процессов. Широкая распространенность плазменно-пылевых систем, а также целый ряд уникальных свойств, делают пылевую плазму чрезвычайно привлекательным и интересным объектом исследования. [1]
Пылевая плазма, индуцированная солнечным излучением. [2]
Пылевая плазма представляет собой частично ионизированный газ, содержащий заряженные частищ конденсированного вещества ( пыль) микронных размеров. Совместное действие сил межчастичного взаимс действия с процессами диссипации в такой плазме может приводить к формированию как стационарных пь левых структур ( подобных жидкости или твердому телу), так и сложных колебательных режимов. Принят считать, что пылевые частицы в слабоионизированной плазме взаимодействуют друг с другом посредство: заэкранированного кулоновского потенциала ( потенциала Юкава) р eZexp ( - l / A) / l, где eZ - заряд пылевы частиц, Я - длина экранировки, а / - межчастичное расстояние. Предположение экранированного взаимодействия приводит к росту параметра Гт. Результаты численнс го моделирования показывают, что фазовые переходы в системах Юкава определяются двумя безразмернь ми параметрами Г и к п 1 / 3 / Я. Однако, до настоящего времени зависимость / ( Г, связывающая эти пар; метры с величиной Гт 1 ( Г к), не была получена ни для фазовых переходов жидкость-кристалл, ни для nepi хода между объемно-центрированной кубической решеткой ( Ьсс) и гранецентрированной ( fee) структуре Авторы ряда публикаций ограничиваются введением различных аппроксимаций данных численного модел: рования на разных участках фазовой диаграммы. Такие аппроксимации являются следствием наилучше математической подгонки расчетных точек линейной функцией и не имеют физического обоснования. [3]
Пылевая плазма возникает как в технологических устройствах, так и в космических средах. [4]
Для пылевой плазмы создание подобного эксперимента представляет собой сложную задачу из-за временной разномасштабности учитываемых в модели процессов и их нелинейности. Включение в рассмотрение фазовых и плазмохимических превращений, столкновительных процессов должно происходить с учетом их неравновесности. [5]
Моделирование пылевой плазмы кинетическим кодом SUR-Dust ( Сигов, 2001; Иньков и др., 1999) показало, что основные динамические процессы в пылевой плазме зависят от размера пылинок. Одним из путей формирования зародышей пыли может быть фазовый переход. Распределение зародышей жидких капель по размерам позволяет судить о присутствии в пылевом слое капель малых размеров, диагностика которых в натурных экспериментах может быть затруднена. Численный анализ формирования зародышей пыли в разряде важен, поскольку рассматривается неравновесная стадия конденсации, учитывается то, что капли заряжены, причем в течение флуктуационной стадии заряд на капле считается постоянным, его величина и знак отвечают экспериментальным данным. [6]
На первый взгляд пылевая плазма представляет собой полный аналог плазмы с ионами высокой плотности, если отождествить пылевые частицы с очень тяжелыми многозарядными ионами. Однако, это далеко не так, и основное отличие состоит в непостоянстве заряда пылевых частиц. Это связано с тем, что заряд частицы определяется локальными параметрами плазмы - температурой, концентрацией электронов и ионов. Заряд пылевых частиц зависит также от концентрации самих частиц и других параметров плазмы. Это приводит к целому ряду интересных эффектов, наблюдаемых в пылевой плазме. Подробное обсуждение свойств пылевой плазмы будет дано в гл. [7]
Элементарные процессы в пылевой плазме: зарядка пыли в различных условиях и при различных параметрах плазмы и самих частиц; взаимодействие между частицами в плазме; внешние силы, действующие на пылевые частицы. [8]
Упорядоченные структуры в неидеальной пылевой плазме тлеющего разряда / / Журн. [9]
Рассмотрим теперь специфичный для пылевой плазмы эффект, связанный с вариациями заряда пылевых частиц. Выше отмечалось, что заряд пылевых частиц выступает как дополнительная степень свободы пылевого компонента, и его возмущения следует учитывать при описании колебаний в системе. [10]
Характерной особенностью колебаний в пылевой плазме является то, что заряд пылевых частиц нельзя считать фиксированным. [11]
Линейные и нелинейные волны в пылевой плазме ( солитоны, ударные волны, конусы Маха), их динамика, затухание и неустойчивости. [12]
Для исследования дисперсионных кривых в пылевой плазме не обязательно возбуждать колебания внешними источниками: эта информация содержится уже в случайном ( тепловом) движении пылевых частиц. В работе [265] были измерены дисперсионные соотношения для продольной и поперечной мод в отсутствии внешнего возмущения. Последняя была сосредоточена в окрестности определенных кривых в ( k, о) пространстве, как следует из рис. 11.28, которые и отождествляются с дисперсионными кривыми. [13]
Как уже отмечалось во введении, пылевая плазма обладает целым рядом уникальных свойств, делающих ее привлекательной системой для исследования различных коллективных процессов, в том числе фазовых переходов. Обычно экспериментально изучаются фазовые переходы из кристаллического в жидкостное и газообразное состояние. [14]
Среди современных направлений исследований в области пылевой плазмы выделим следующие направления. [15]