Vortex merging in strongly coupled dusty plasmas using a visco-elastic fluid model
该研究通过数值模拟探究强耦合尘埃等离子体中涡旋合并规律,发现粘弹性介质中剪切波可促进大间距涡旋合并,耦合强度等因素会影响合并速率与涡旋衰减,且合并过程满足类坡印廷守恒定理。
2024-01-31 physics.plasm-ph
Radiometric force in dusty plasmas
研究了一定数量尘埃颗粒污染的射频辉光放电等离子体。除了各种尘埃等离子体现象,一些具体的胶体效应应予以考虑。我们专注于辐射力,这是由不均匀的温度分布。除了热泳,尘埃等离子体中温度分布的作用是一个悬而未决的问题。结果表明,不均匀加热的颗粒由离子流的结果在一个新的电泳一样的力,这是特定的尘埃放电。在最近的微重力实验条件下,可以观察到这种辐射力。
2000-06-29 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Visco-elastic effects in strongly coupled dusty plasmas
我们报告的粘弹性效应在强耦合尘埃等离子体中的实验证据,通过调查的低频尘埃声波的传播特性,并通过激发横向剪切波在直流放电氩等离子体。
2016-04-15 physics.plasm-ph
Formation of global vortices in a dusty plasma cylinder
本文研究了有界圆柱定向等离子体中与活性尘埃有关的超低频模式。这里假设所有等离子体粒子的流动沿着轴向坐标,其中速度梯度被设置为沿着径向方向。麦克斯韦和非麦克斯韦(Kappa和Carins)尘埃等离子体静电尘埃声学和漂移模式的耦合驱动全球涡旋的形成进行了分析。涡旋解的系数受到超热粒子的强烈影响。这一分析的意义可以从实验室实验和PK-4任务的角度来看。此外,这可能是富有成效的天体物理设置,可以模仿作为一个等离子体在宏观尺度上的圆柱。
2020-11-13 nlin.PS physics.plasm-ph
Hou et al. Reply to the comment [arXiv:0904.2989] on "Self-Diffusion in 2D Dusty-Plasma Liquids: Numerical-Simulation Results"
回复关于“2D粉尘等离子体液体中的自扩散:数值模拟结果”的评论[arXiv:0904.2989][arXiv:0812.0338]
2009-04-23 physics.comp-ph physics.plasm-ph
A critique of "quantum dusty plasmas"
近十年来,关于量子尘埃等离子体(QDP)的论文数量稳步增加。这些系统将尘埃(即含有微米至纳米尺寸的颗粒)等离子体的性质与(电子的)量子效应%结合在一起,该量子效应%出现在高密度和/或低温下。预测了QDP的许多激发性质,包括非平凡的集体振荡以及线性和非线性波。据预测,这些结果与致密的天体物理等离子体有关,如白矮星、中子星、磁星和微型和纳米装置中的实验室等离子体。在这里,我们提出了一个仔细检查的等离子体参数的预期应用程序,并将它们的条件下,尘埃粒子可以存在于量子等离子体。结论是量子尘埃等离子体在现实中并不存在。
2019-01-30 physics.plasm-ph
On the soliton solutions in a self-gravitating strongly coupled electron-ion-dusty plasma
本文研究了三组分电子-离子-尘埃等离子体中尘埃粒子的静电强耦合与自引力效应,利用约化微扰技术推导出耦合 KdV 方程,并通过解析与数值模拟分析了强耦合和自引力对孤波轮廓及非线性、色散系数的影响。
2024-11-13 nlin.PS physics.plasm-ph
Magnetosonic solitons in a dusty plasma slab
研究了尘埃等离子体中磁声孤子的存在性。由此导出了暖尘埃磁等离子体的非线性磁流体动力学方程。给出了非线性方程组的一种解法。结果表明,由于灰尘的存在,静态结构是允许的。这与通常的磁等离子体中所谓的小激波形成了鲜明的对比。因此,相对少量的尘埃粒子可以大大改变磁化等离子体中非线性结构的行为。
2007-07-31 physics.plasm-ph
On the Klimontovich description of complex (dusty) plasmas
详细讨论了复杂(尘埃)等离子体的精确微观统计描述所涉及的许多理想化。两个流行的方法在克利蒙托维奇描述尘埃等离子体的教学方式进行审查。连续相空间近似的介绍,其中更严格的处理应该崩溃的更启发式的处理。等离子体Klimontovich方程被证明是相同的,但有显着的差异,尘埃Klimontovich方程的起源进行了深入的分析。
2022-11-28 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Resonant instabilities mediated by drag and electrostatic interactions in laboratory and astrophysical dusty plasmas
本文将共振阻力不稳定性中的缺陷特征值共振机制推广为共振不稳定性框架,揭示双流、丝状电离与声学RDI的物理共性及其实验室研究价值。
2023-07-20 astro-ph.GA physics.plasm-ph
Experimental Observation of a Dusty Plasma Crystal in the Cathode Sheath of a DC Glow Discharge Plasma
传统上,在射频(RF)放电等离子体中观察和研究了尘埃等离子体晶体,并且它们在DC辉光放电等离子体中的形成仍然具有实验挑战性。本文报道了在直流辉光放电等离子体阴极鞘层中首次观测到稳定的尘埃等离子体库仑晶体。在DPEx装置中进行观察,其中在氩等离子体的背景下产生单分散三聚氰胺甲醛颗粒的晶体。通过大量的测量,包括径向对关联函数、Voronoi图、Delaunay三角剖分、结构序参量、尘埃温度和库仑耦合参数,证实了该结构的晶体性质。允许这样的晶体形成的DPEx设备的特殊功能划定和一些主要的物理特性的晶体进行了讨论。
2018-11-13 physics.plasm-ph
Inhomogeneity of dusty crystals and plasma diagnostics
由于外力的存在,真实的尘埃晶体是不均匀的。我们建议近似计算不同类型的非均匀DC(链和DC与几个平板)的平衡态。结果与实验结果吻合较好,可作为许多含尘系统的有效诊断方法。
1999-06-30 physics.plasm-ph
Longitudinal wave instability in magnetized high correlation dusty plasma
研究了磁化高关联尘埃等离子体中的低频纵波不稳定性。考虑了粉尘荷电弛豫。结果表明,波的频率、尘埃的荷电弛豫、剪切粘度和粘弹性弛豫时间、尘埃的高相关耦合参数以及磁场的强度对波的不稳定性有显著的影响。
2003-06-18 physics.plasm-ph
Perspective: The dusty plasma experiments a learning tool for physics graduate students
等离子体是一种电离的气体,对任何外部(或内部)扰动都有共同的反应。在等离子体中引入微米级的固体尘埃颗粒使其更加有趣。固体颗粒在其表面上获得大的负电荷,并表现出类似于周围等离子体介质的集体行为。带电尘埃颗粒介质(尘埃等离子体)的一些显著特征使我们能够将其作为一个模型系统来理解微观水平上的一些复杂现象。在这篇透视论文中,作者强调了尘埃等离子体实验作为本科生和研究生物理课程学习工具的作用。通过尘埃等离子体实验,学生可以有机会了解一些基本的物理现象,并学习许多先进的数据分析工具和技术。讨论了在物理实验室中如何利用单个尘埃等离子体实验装置来帮助本科生和研究生学习过程。
2021-02-19 physics.ed-ph physics.plasm-ph physics.pop-ph
Simulations of dusty plasmas using a special-purpose computer system for gravitational N-body problems
尘埃等离子体的模拟是使用GRAPE-6,一个专用的计算机设计的引力N体问题。通过三维计算机模拟研究了注入等离子体的尘埃粒子的集体行为。作为尘埃等离子体模拟的一个例子,我们计算了微重力条件下尘埃粒子在等离子体中的运动。在这个模拟中,在尘埃云中观察到一个称为“空洞”的无尘区域。另一个例子是模拟等离子体中库仑晶体的实验。在典型的实验室条件下观察到库仑晶体的形成。对于在微重力下模拟3x10^4粒子的尘埃等离子体,GRAPE-6可以比使用Pentium 4 -1.6GHz CPU快1000倍地执行整个操作。
2004-10-23 physics.plasm-ph
Effect of Dust Grain Sputtering on Self-Gravitational Dusty Plasmas
结果表明,在无限大、非磁化、均匀的尘埃等离子体中,由于粒子被吸引的离子溅射而引起的粒子质量涨落可能是一种新的不稳定性的根源。在两个等离子体模型的框架中确定生长速率,即,冷的和电子耗尽的等离子体,以及其中电子和离子取玻尔兹曼的等离子体。这种不稳定性可能会影响牛仔裤以及团聚不稳定性。
2005-10-23 physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetoplasmons in rotating dusty plasmas
一个旋转的尘埃等离子体装置的构建提供了实验模拟极高的磁场的可能性,通过科里奥利力,可观察到在一个共同旋转的测量框架。我们目前的集体激发光谱不同的旋转速率与磁感应当量高达3200特斯拉。我们确定了磁等离子体等效模色散的旋转宏观二维单层尘埃等离子体的发病。二维磁化Yukawa系统的分子动力学模拟支持了实验结果。
2013-09-25 physics.plasm-ph
Twisted Dust Acoustic Waves in Dusty Plasmas
本文研究了强关联尘埃等离子体中的线性尘埃声波,讨论了带有轨道角动量的扭曲尘埃涡旋光束的可能性。为了我们的目的,我们使用玻尔兹曼分布的电子和离子密度扰动,尘埃连续性和广义粘弹性尘埃动量方程,泊松方程,以获得修改后的DAWS的色散关系。的极化力,强尘埃耦合,尘埃电荷波动的影响上的ESTA光谱进行了检查。此外,我们还证明了涡旋光束可以作为一个扭曲的涡旋光束传输。在尘埃等离子体中,扭曲的DA涡旋结构可以捕获和传输尘埃粒子。
2012-08-05 physics.plasm-ph
On the role of mass growth in dusty plasma kinetics
它示出的尘埃颗粒的离子的吸收可能会降低的有效平移温度的尘埃组分低于环境气体温度。
2000-06-28 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Dust-acoustic solitary waves in dusty plasma with variable dust charge
本文考虑尘埃等离子体中尘埃声波的传播,尘埃等离子体的组成成分是惯性负电荷尘埃粒子、玻尔兹曼分布电子和可变尘埃电荷的非热分布离子。利用约化摄动方法,我们得到了Korteweg-de Veries(kdv)方程和修正的kdv(mkdv)方程。一个Sagdeev势的系统和孤子解的稳定性条件也被推导出来。
2011-06-18 physics.plasm-ph
Observation of temperature peaks due to strong viscous heating in a dusty plasma flow
在激光驱动的二维尘埃等离子体实验中,在高速剪切区域观察到深刻的温度峰值。这是由于粘性加热,这是由于碰撞散射在剪切流。使用测量的粘度,热导率,和空间分布的流速和温度,我们确定三个无量纲数:Brinkman Br = 0.5,普朗特Pr = 0.09,埃克特Ec = 5.7。Br的大值表明显著的粘性加热,这与观察到的温度峰值一致。
2012-09-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Solitary Waves in Dusty Plasmas with Nonthermal Ions
研究了由惯性带电尘埃颗粒、玻耳兹曼电子和非热离子组成的非磁化尘埃等离子体中的尘埃声孤立波。赝势法和约化微扰法分别用于高、小振幅极限。孤波的存在的积极的,以及一个负的潜在的报告。
2006-07-12 physics.plasm-ph physics.space-ph
Effect of Mass Fluctuation on Collective Modes in a Dusty Plasma
浸泡在等离子体中的颗粒被落在它们上面的离子侵蚀。因此,它们表现出自洽的质量波动,由于在等离子体充电电流的扰动。因此,谷物质量是一个动力学变量。等离子体介电性质的修改进行了研究,新的超低频模式被证明存在于等离子体。
2005-10-05 physics.plasm-ph physics.space-ph
Viscoelastic modes in a strongly coupled cold magnetized dusty plasma
本文用广义流体动力学模型研究了强耦合、冷、磁化尘埃等离子体中的低频模。由于尘埃粒子之间的强相关性和由磁场赋予的张应力,这种等离子体表现出弹性特性。结果表明,在这种介质中存在纵向压缩阿尔芬模和弹性修正的横向剪切模。这些集体模式的特点建立和讨论。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Comment on: "Self-Diffusion in 2D Dusty-Plasma Liquids: Numerical-Simulation Results" [arXiv:0812.0338]
本文分析了二维强关联汤川液体中的超扩散现象。特别是,我们报告了一个定期的,单调的行为上的屏蔽参数的扩散指数。
2009-09-01 physics.plasm-ph
Electron beam-plasma interaction in a dusty plasma with excess suprathermal electrons
研究了电子束穿透非磁化、无碰撞双温尘埃等离子体中大振幅电声孤立子结构的存在性。利用非线性赝势方法研究了定常孤波的产生,讨论了它们与电子束和尘埃扰动的参量关系。
2011-08-23 astro-ph.CO astro-ph.HE physics.plasm-ph
Visualizing a Dusty Plasma Shock Wave via Interacting Multiple-Model Mode Probabilities
用三模相互作用多模型方法跟踪了受激波扰动的尘埃等离子体晶体中的粒子。颜色编码的模式概率被用来可视化的冲击波通过晶体的传播。
2011-12-16 physics.plasm-ph
Electron and ion thermal forces in complex (dusty) plasmas
本文导出了作用于悬浮在受温度梯度影响的弱电离等离子体中的带电颗粒的离子热力和电子热力的表达式。重点是研究气体放电中的复杂等离子体(尘埃)的条件。估计表明,对于通常在实验室气体放电中遇到的电子温度梯度$\sim {\mathcal O}$(eV/cm),电子热力可以成为作用于微米尺寸晶粒的其他力中的重要角色。
2013-01-14 physics.plasm-ph
Dusty plasma (Yukawa) rings
实验上产生了一维和准一维强耦合尘埃等离子体环。测量了1-环的纵向(声学)和横向(光学)色散关系,发现与通过Yukawa相互作用的无限直链粒子的理论非常一致(即,屏蔽库仑或Debye-Hückel)势。这些环为研究一维和准一维物理提供了一个新的系统。
2010-04-07 physics.plasm-ph
Revisiting the Physics of Strong Coupling on Dusty Plasma System
本文在强耦合四分量等离子体中比较了基于黏弹性弛豫时间和静电温度的两种耦合参数解析方法,确定了其适用区域和有效性,为处理尘埃等离子体耦合效应提供指导。
2023-11-28 physics.plasm-ph
Visco-elastic fluid simulations of coherent structures in strongly coupled dusty plasma medium
描述粘弹性流体行为的广义流体动力学(GHD)模型经常被用来探索强耦合尘埃等离子体介质在其结晶极限以下的行为。该模型成功地描述了实验观测到的强耦合尘埃等离子体介质的集体简正模。本文着重研究了该模型的非线性动力学特性。具体地说,相干涡补丁的演变正在研究在这个模型的框架内。与牛顿流体和分子动力学(MD)模拟治疗尘埃物种通过汤川势相互作用的比较也被提出。
2014-06-21 physics.plasm-ph
Dust-acoustic waves and stability in the permeating dusty plasma: I. Maxwellian distribution
研究了具有麦克斯韦速度分布的尘埃等离子体中的尘埃声波及其稳定性。在流动尘埃等离子体的热速度(a)远大于和(b)远小于波的相速度的两种极限物理情况下,我们导出了尘埃声波的频率和不稳定性增长率。我们发现,波的稳定性强烈地依赖于尘埃等离子体的速度的流动的尘埃等离子体中的渗透尘埃等离子体。以彗星等离子体尾穿过行星际空间等离子体为例进行了数值分析。我们表明,在情况(a)中,波一般是不稳定的任何流动速度,但在情况(b)中,波变得不稳定,只有当波数很小,流动速度很大。当物理条件介于这两种极限情况之间时,我们得到了一个强有力的洞察力的稳定性判据的依赖性的物理条件的渗透尘埃等离子体。
2012-05-16 astro-ph.SR cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Excitation of dust acoustic shock waves in an inhomogeneous dusty plasma
在尘埃等离子体实验装置(DPEx)上,对非均匀尘埃等离子体中激波的传播特性进行了实验研究。在直流辉光放电氩等离子体中,通过保持抽气速度和供气速率的动态平衡,首先形成由多分散高岭土颗粒组成的均匀尘埃等离子体。随后,通过在原始动态平衡中引入不平衡,在尘埃流体中产生平衡密度不均匀性。非线性波结构,然后激发在这个不均匀的尘埃等离子体的突然压缩的尘埃流体。这些结构被识别为冲击波和它们的振幅和宽度分布的空间测量。激波结构的振幅被认为是增加,而宽度变宽,因为它向下传播一个减少的尘埃密度分布。一个修改的KdV-伯格方程推导和使用提供的结果,包括幂律缩放的幅度和宽度的变化作为背景密度的函数的理论解释。
2020-07-18 physics.plasm-ph
Research Into a Neon Spectral Line Profile of Dusty Plasma
有序尘埃结构影响等离子体条件。当等离子体光谱特性发生变化时,这种影响可以被揭示出来,因为尘埃粒子被注入。例如,原子温度的变化导致谱线轮廓的变化。我们研究了尘埃结构中585 nm氖谱线的轮廓。该结构在50-150 Pa的压力和1-9 mA的电流下悬浮在辉光放电的正柱中。我们使用法布里-珀罗干涉仪,通过改变干涉镜之间的气压来扫描轮廓。为了处理数据,开发了一种特殊的算法。该算法对噪声和扫描速度不稳定性具有抵抗力。我们已经找到了一个上限的尘埃结构上的轮廓宽度的影响。宏观粒子的出现使原子等离子体温度的变化小于10 K。
2014-04-29 physics.plasm-ph
Average conservative chaos in quantum dusty plasmas
本文考虑量子尘埃等离子体的流体力学模型。从数学上证明了尘埃离子等离子体声波具有平均保守性。此外,我们测试这个属性的数值,确认其有效性。使用标准的技术从动力系统的研究,例如李雅普诺夫特征指数,我们调查的混沌动力学的等离子体和数值显示其存在的参数值范围很广。最后,我们说明如何混沌动力学组织在参数空间中的初始条件的固定值,作为马赫数和量子衍射参数是连续变化的。
2020-12-21 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic rogue waves in an electron depleted dusty plasma
在理论上首次观测到了电子耗尽非磁化相反极性尘埃等离子体系统中巨尘埃声波Rouge波的形成。非线性薛定谔方程(通过利用约化微扰法导出)已被解析和数值分析,以确定基本特征(即,高度、厚度和调制不稳定性等)的DARW。研究结果有助于了解这些胭脂波的基本性质,并可预测在中间层、土星F环和彗星大气等电子耗尽的非磁化相反极性尘埃等离子体系统中可能形成胭脂波。
2019-09-26 physics.plasm-ph
Potential of a moving test charge in a dusty plasma in the presence of grain size distribution and grain charging dynamics
尘埃等离子体的线性介电响应受粒子尺寸分布的影响。在以前的结果[IEEE trans.Plasma Sci. 29,182(2001)],表明对于一类尺寸分布,存在与单尺寸颗粒的洛伦兹分布的等价性。然后可以使用二阶近似法找到对缓慢移动的试探电荷的静电响应[Phys. Lett. A 305,79(2002)]。众所周知[Phys. Plasmas 10,3484(2003)],尘埃等离子体中颗粒的动态充电增强了对试探电荷的屏蔽。在这一阶段,寻求颗粒尺寸分布和颗粒充电动力学对移动通过尘埃等离子体的试探电荷的组合效应似乎是自然的。在这里,我们考虑的晶粒尺寸分布和动态的晶粒充电的试探电荷在尘埃等离子体中缓慢移动的等离子体介电响应作为晶粒尺寸分布和晶粒充电动态的函数表示的影响。分析以及数值结果。值得注意的是,可以通过为不同的参数选择适当的值来检索以前的结果。这种研究对实验室和空间等离子体都有意义。
2004-10-22 physics.plasm-ph
3-Dimensional Dusty Plasma in a Strong Magnetic Field: Observation of Rotating Dust Tori
本文研究了强磁场中三维尘埃等离子体的动力学。由射频放电中的导电或非导电环产生的静电势阱限制了带电的灰尘颗粒。在没有磁场的情况下,尘埃颗粒表现出围绕其平衡位置的热运动。当磁场穿过阈值(B $>$ 0.02 T)时,边缘颗粒开始旋转并在垂直平面中形成涡流。同时,中心区域颗粒在水平面内表现出热运动或$\vec{E} \times \vec{B}$运动。在B $>$ 0.15 T时,中心区域的尘埃颗粒开始反向旋转,在垂直面内形成一对反向旋转的涡旋。涡旋对的特性随着磁场强度的增加而改变(B $\sim$ 0.8 T)。在B $>$ 0.8 T时,尘埃颗粒在旋转环中表现出非常复杂的运动。旋转粒子的角频率变化表明了涡旋中的差动或剪切尘埃旋转。当磁场从0.05 T增加到0.8 T时,角频率随磁场的增加而增加.离子拖曳力和尘埃电荷梯度与电场一起被认为是驱动边缘涡流和中心区涡流运动的可能能量来源。旋转的方向也证实了造成涡旋运动的不同能量来源。
2020-05-08 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Ionization equation of state for the dusty plasma including the effect of ion--atom collisions
提出了微重力条件下低压气体放电中尘埃粒子云的电离状态方程。IEOS涉及尘埃等离子体带电成分的特定参数对。它是基于修改后的碰撞增强收集模型适应的维格纳-塞茨细胞模型的尘埃云。该模型考虑了离子-原子碰撞对尘埃粒子离子流的影响,并假设离子-粒子相互作用的屏蔽长度与Wigner-Seitz盒的半径具有相同的数量级。包括的效果导致一个显着减少的粒子电荷相比,以前开发的IEOS的基础上的轨道运动有限的模型。假设尘埃等离子体的Havnes参数是中等的,可以再现实验中测得的尘埃粒子数密度,特别是它对气体压力的依赖性。虽然IEOS不包括拟合参数,但它可以在很宽的尘埃等离子体参数范围内保证令人满意的精度。基于改进的IEOS,推导出了尘埃等离子体中双尘埃等离子体通道形成的阈值关系。
2019-06-12 physics.plasm-ph
Driven transverse shear waves in a strongly coupled dusty plasma
通过用一个可变频率的外部源以受控的方式激发横向剪切波,实验研究了强耦合尘埃等离子体中横向剪切波的线性色散特性。尘埃等离子体保持在强耦合流体状态,其中Gamma是库仑耦合参数,Gamma_c是结晶极限。在0.1 Hz ~ 2 Hz的频率范围内,实验得到了横波的色散关系,与粘弹性理论结果吻合较好。
2008-07-07 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Dusty Plasma Experimental (DPEx) device for complex plasma experiments with flow
介绍了一种用于研究复杂等离子体中线性和非线性波/结构的流动诱导激发的多功能桌面尘埃等离子体实验装置。在这种{ $Π$ }形装置中,通过在中性气体{(氩气)}的背景中施加高电压DC,在盘形阳极和接地的长阴极{托盘}之间产生DC辉光放电等离子体,随后通过引入在鞘层区域中被充电和悬浮的微米尺寸的灰尘颗粒来产生灰尘等离子体。通过调节泵送速度和进入装置的气体流速,以受控的方式诱导灰尘颗粒的流动。一个完整的等离子体的特性,使用朗缪尔和发射探针数据,和尘埃等离子体使用粒子跟踪数据的帮助下,基于IDL(超级)粒子识别和跟踪(SPIT)代码的报告。给出了粉尘流速随中性压力和气体流量变化的实验结果。{The作用在颗粒上的中性拖曳力和Epstein系数由颗粒的初始加速度估计。潜在的实验能力的设备进行流动诱导不稳定性的基础研究进行了讨论。
2015-08-17 physics.plasm-ph
Magnetized strongly coupled plasmas and how to realize them in a dusty plasma setup
强耦合等离子体是一种相互作用能大于动能的等离子体,在致密星、激光等离子体和尘埃等离子体等许多天体物理和实验系统中起着重要作用。它们表现出许多不寻常的集体性质,如液体或结晶行为,奇特的振荡光谱和输运性质。最近,强耦合等离子体在强磁场的存在下,通过计算机模拟进行了研究,和强烈的修改,其输运性质和振荡光谱观察到。虽然强磁化在恒星系统中很常见,但由于尘埃粒子的质量很大,在复杂的等离子体中几乎不可能实现。在这里,我们讨论了最近证明的方法来实现非常强的“磁化”的中性气体的旋转,我们提出了新的宏观二维系统的结果。
2012-10-09 physics.plasm-ph
Slowing down of charged particles in dusty plasmas with pawer-law kappa-distributions
本文研究了粒子束通过具有幂律κ分布的尘埃等离子体时的慢化。三种等离子体成分,电子,离子和尘埃粒子,可以有不同的卡帕参数。导出了粒子的减速因子(速度矩方程)和减速时间,并分别数值研究了电子束、质子束和尘埃粒子束在κ分布尘埃等离子体中的减速特性.结果表明,粒子束的慢化特性强烈依赖于等离子体组分的kappa参数,尘埃组分在粒子束慢化中起主导作用。而这种减速也取决于尘埃等离子体中尘埃粒子的质量和电荷。更详细的结果显示在17个数值图中。
2019-02-21 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph physics.space-ph
Consequences of an attractive force on collective modes and dust structures in a strongly coupled dusty plasma
研究了强耦合尘埃等离子体中带电尘埃粒子周围的Debye-Huckel(DH)排斥和排斥Debye球(ODS)吸引相互作用势对尘埃粒子集体模、相分离和有序结构的综合影响.我们通过分子动力学模拟获得静态和动态信息,在液相和结晶相,并确定在横向集体模式的不稳定性的开始,通过使用(零温度)晶格求和方法。这些结果对于理解低温实验室和空间尘埃等离子体中带电尘埃粒子凝聚/聚结的起源和有序尘埃结构的形成是有用的。
2012-08-06 physics.plasm-ph
Exact propagating nonlinear singular disturbances in strongly coupled dusty plasmas
采用广义流体动力学(GHD)模型,研究了强耦合尘埃等离子体系统的非线性纵向响应。结果表明,伽利略不变形式的模型没有孤立子的解决方案,但可以支持各种非线性奇异(但保守)的解决方案,如冲击结构的零强度和传播的解决方案与尖点状奇点。这些新的实体应该是可检测的数值模拟和实验研究大幅度纵向激励在这样的系统。
2011-10-29 physics.plasm-ph
Generation of rogue waves in space dusty plasmas
通过推导非线性薛定谔方程,从理论上研究了四分量尘埃等离子体系统(含惯性冷尘埃颗粒、热尘埃颗粒、无惯性非广延离子和电子)中尘埃声波的基本特征.所考虑的解析分析展示了两种类型的模式,即快速和慢速DA模式。快速DA模式的不稳定区域,可以通过临界波数($k_c$)识别,产生DA流氓波(DARW)。据观察,DARW的幅度和宽度显着修改各种等离子体参数。这些结果有助于理解空间尘埃等离子体系统(如土星F环)中DAW调制不稳定性和DARW产生的条件。
2018-09-04 physics.plasm-ph
Configurational temperature in dusty plasmas
尘埃等离子体中尘埃系综的温度是尘埃等离子体最基本的性质之一。在这里,我们提出的实验中使用的组态温度作为尘埃等离子体的温度分析。使用粒子相互作用的模型,构型温度使我们能够从粒子位置的测量来确定尘埃系综的温度,而不是粒子速度。的基本概念将被提出,该技术被应用到二维有限集群以及三维数据从一个扩展的尘埃云。此外,构型温度可用于从与标准动力学温度的比较中导出粒子电荷和屏蔽长度。
2020-01-27 physics.plasm-ph
Evolution of shear-induced melting in dusty plasma
实验研究了二维尘埃等离子体悬浮体中熔化的时空发展。从一个有序的晶格开始,然后突然施加局部剪切,形成一对反向传播的流动区域。在达到稳定状态之前观察到两个熔化阶段之间的过渡。熔化以横向声速传播的前沿传播。出乎意料的是,相干纵波被激发在流动区域。
2010-04-05 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Mobility in a strongly coupled dusty plasma with gas
模拟了带电粒子在强耦合尘埃等离子体中的运动。净力$F$与碰撞散射和气体摩擦的组合相对抗,导致射弹以机动性受限的速度$u_p$漂移。得到了弹丸运动的导纳$μ_p=u_p/F$。确定了两种依赖于$F$的机制。在高的力的制度,$μ_p \propto F^{0.23}$,和散射截面$σ_s$减小为$u_p^{-6/5}$。$σ_s$的结果进行了比较与弱耦合等离子体和两体碰撞汤川势。模拟参数基于微重力等离子体实验。
2014-01-30 physics.plasm-ph
Linear dust acoustic waves in inhomogeneous dusty plasmas with dust grains having power law size distribution
从理论上研究了非磁化非均匀尘埃等离子体中尘埃密度不均匀性和尘埃粒度分布对线性尘埃声波传播的影响。两种不同类型的波模式,即慢模式和快模式,被发现在这种非均匀介质中传播。结果表明,DA波的线性频散特性受DSD和密度不均匀性的影响很大。此外,它被发现,相速度增加与粉尘密度的增加。
2020-03-04 physics.plasm-ph
Shear Waves in an inhomogeneous strongly coupled dusty plasma
利用广义流体力学方程研究了静电横向剪切波在强耦合尘埃等离子体中的传播特性。在通常的动力学极限下,所得方程与零能薛定谔方程相似。这有助于获得一些精确的本征模的解决方案,在两个carbohydrate和圆柱形的几何形状,某些非平凡的密度分布。相应的速度分布和离散的本征频率得到几个有趣的情况和它们的物理讨论。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Rotational properties of annulus dusty plasma in a strong magnetic field
研究了强磁化射频放电中同心导电(非导电)圆盘和圆环之间形成的环形尘埃等离子体的集体动力学。超导电磁铁用于将均匀磁场引入尘埃等离子体介质。在没有磁场的情况下,尘埃颗粒在其平衡位置附近表现出热运动。随着磁场的增加($>$ 0.02 T),尘埃颗粒开始沿反时针方向旋转,在不同磁场强度下,尘埃颗粒的角频率都是恒定值,证实了尘埃颗粒的刚体旋转。尘埃颗粒的角频率线性增加,直到一个阈值磁场(B $>$ 0.6 T),并在此之后,其值几乎保持恒定在一定范围内的磁场。进一步增加磁场(B $>$ 1 T)会降低角频率。通过减小环形尘埃等离子体的宽度或输入射频功率,可以获得较低的角频率。由于磁场的方位离子拖曳力被假定为驱动旋转运动的能量源。在存在磁场的情况下,合成的径向电场决定旋转方向。在给定的磁场下,环形区域中悬浮(等离子体)电势的变化解释了环形尘埃等离子体在磁场存在下的旋转特性。
2020-06-21 physics.class-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Spectral properties of spherically confined dusty plasma crystals
本文对三维球形Yukawa团簇的简正模进行了理论和实验相结合的分析。特别注意的呼吸模式和存在的多个振荡的Yukawa系统。最后,讨论了耗散对模谱的影响。
2008-10-15 physics.plasm-ph
A machine learning based Bayesian optimization solution to nonlinear responses in dusty plasmas
非线性频率响应分析是一种广泛使用的方法,用于确定存在非线性的系统动力学。在尘埃等离子体中,等离子体-颗粒相互作用(例如,颗粒充电波动)可以通过单颗粒非线性响应分析来表征,而颗粒-颗粒非线性相互作用可以通过多颗粒非线性响应分析来确定。提出了一种基于机器学习的尘埃粒子非线性响应分析中运动方程的确定方法。以贝叶斯方式搜索参数空间允许将模拟的非线性响应曲线与实验测量的非线性响应曲线匹配所需的参数的有效优化。
2020-10-23 physics.plasm-ph