Приводится обзор перспективных исследований явлений в комплексной плазме в условиях микрогравитации. Учитываются детали уже проведённых исследований и их следствия, на которые было обращено недостаточно внимания, но которые, вероятно, могут быть решающими для будущих работ. К их числу относятся наблюдения компактных пылевых структур, которые, по оценкам, способны удерживать все компоненты пылевой плазмы в ограниченной области пространства, экспериментальные свидетельства нелинейности экранирования пылевых частиц и возбуждения коллективных электрических полей и др. В теоретическом плане обсуждены новые коллективные процессы притяжения одноимённо заряженных пылевых частиц и дан обзор и оценка всех ранее использованных схем теневого притяжения пылевых частиц и попыток интерпретации наблюдений при их использовании. Пылевые структуры рассматриваются с точки зрения современной теории самоорганизации. Подчёркивается, что фазовые переходы между состояниями самоорганизованных структур могут существенно отличаться от таковых в однородных состояниях, а фазовые диаграммы должны строиться в параметрах, определяющих самоорганизованные структуры, и не могут строиться в таких параметрах однородных структур, как температура и плотность. Приводятся новые расчёты распределения параметров самоорганизованных структур для оптимальной модели, в которой учитывается условие квазинейтральности и пренебрегается диффузией. Эти расчёты указывают на то, что любые самоорганизованные структуры в условиях невесомости могут содержать ограниченное число пылевых частиц и имеют конечные размеры. Максимально возможное число частиц в структуре определяет характерный размер гетерогенности пылевых кристаллов, которые можно создавать в условиях невесомости. Обсуждаются критерии кристаллизации в структурах и предложенные для будущих экспериментов квазисферические камеры.

Ключевые слова: комплексная (пылевая) плазма, нелинейное экранирование, коллективные электрические поля, самоорганизованные пылевые структуры, пылевые плазменные кристаллы, численные расчёты равновесия и устойчивости структур, структуризация пылевой плазмы, эксперименты в условиях микрогравитации PACS: 52.27.Lw, 52.35.−g, 52.65.Vv, 52.90.+z (все) DOI: 10.3367/UFNr.0185.201502c.0161 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2015/2/c/ 000353946800003 2-s2.0-84928985777 2015PhyU...58..150T Цитата: Цытович В Н "О перспективах экспериментальных и теоретических исследований самоорганизованных пылевых структур в комплексной плазме в условиях микрогравитации" УФН 185 161–179 (2015) BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks Поступила: 11 февраля 2014, одобрена в печать: 20 мая 2014 English citation: Tsytovich V N “Self-organized dusty structures in a complex plasma under microgravity conditions: prospects for experimental and theoretical studies” Phys. Usp. 58 150–166 (2015); DOI: 10.3367/UFNe.0185.201502c.0161