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 Русский English TY JOUR TI Self-organized dusty structures in a complex plasma under microgravity conditions: prospects for experimental and theoretical studies AU Tsytovich, V. N. PB Uspekhi Fizicheskikh Nauk PY 2015 JO Uspekhi Fizicheskikh Nauk JF Uspekhi Fizicheskikh Nauk JA Usp. Fiz. Nauk VL 185 IS 2 SP 161-179 UR https://ufn.ru/ru/articles/2015/2/c/ ER https://doi.org/10.3367/UFNr.0185.201502c.0161 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