RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2015

 / 

Февраль

←  →

Обзоры актуальных проблем


О перспективах экспериментальных и теоретических исследований самоорганизованных пылевых структур в комплексной плазме в условиях микрогравитации


Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация

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.

Текст pdf (962 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0185.201502c.0161
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, 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

Список литературы (71) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (17) Похожие статьи (20)

  1. Цытович В Н УФН 167 57 (1997); Tsytovich V N Phys. Usp. 40 53 (1997)
  2. Tsytovich V N et al. Elementary Physics of Complex Plasmas (Lecture Notes in Physics) Vol. 731 (Berlin: Springer, 2008)
  3. Fortov V E, Morfill G E (Eds) Complex and Dusty Plasmas: from Laboratory to Space (Boca Raton: CRC Press, Taylor and Francis, 2010)
  4. Vladimirov S V, Ostrikov K, Samarin A A Physics and Applications of Complex Plasmas (London: Imperial College Press, 2005)
  5. Spitzer L (Jr.) Physical Processes in the Interstellar Medium (New York: Wiley, 1978)
  6. Каплан C А, Пикельнер С Б Межзвездная среда (М.: Физматгиз, 1963); Kaplan S A, Pikelner S B The Interstellar Medium (Cambridge, Mass.: Harvard Univ. Press, 1970)
  7. Kaplan S A, Pikel'ner S B Annu. Rev. Astron. Astrophys. 12 113 (1974)
  8. Morfill G E, Grün E Planet. Space Sci. 27 1269 (1979)
  9. Greenberg R, Brahic A (Eds) Planetary Rings (Tucson, Ariz.: Univ. of Arizona Press, 1984)
  10. Selwyn G S, Heidenreich J E, Haller K L Appl. Phys. Lett. 57 1876 (1990)
  11. Thomas H et al. Phys. Rev. Lett. 73 652 (1994)
  12. Chu J H, Lin I Physica A 205 183 (1994)
  13. Hayashi Y, Tachibana K Jpn. J. Appl. Phys. 33 L804 (1994)
  14. Fortov V E et al. Phys. Lett. A 219 89 (1996)
  15. Фортов В Е и др. УФН 174 495 (2004); Fortov V E et al. Phys. Usp. 47 447 (2004)
  16. Нефедов А П, Петров О Ф, Фортов В Е УФН 167 1215 (1997); Nefedov A P, Petrov O F, Fortov V E Phys. Usp. 40 1163 (1997)
  17. Цытович В Н, Винтер Дж УФН 168 899 (1998); Tsytovich V N, Winter J Phys. Usp. 41 815 (1998)
  18. Крауз В И и др. УФН 180 1055 (2010); Krauz V I et al. Phys. Usp. 53 1015 (2010)
  19. Клумов Б А УФН 180 1095 (2010); Klumov B A Phys. Usp. 53 1053 (2010)
  20. Игнатов А М УФН 171 213 (2001); Ignatov A M Phys. Usp. 44 199 (2001)
  21. Цытович В Н УФН 177 570 (2007); Tsytovich V N Phys. Usp. 50 545 (2007)
  22. Цытович В Н УФН 177 427 (2007); Tsytovich V N Phys. Usp. 50 409 (2007)
  23. de Angelis U Phys. Plasmas 13 012514 (2006)
  24. Al'pert Ya L, Gurevich A V, Pitaevskii L P Space Physics with Artificial Satellites (New York: Consultants Bureau, 1965)
  25. Ikezi H Phys. Fluids 29 1764 (1986)
  26. Morfill G "Proposal for experiments on plasma crystal formation in micro-gravity" MPE Preprint (Garching: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, 1992)
  27. Allen J E Plasma Sources Sci. Technol. 4 234 (1995)
  28. Nefedov A P et al. New J. Phys. 5 33 (2003)
  29. Tsytovich V N et al. New J. Phys. 5 66 (2003)
  30. Khodataev Ya K et al. Phys. Scripta (T89) 95 (2001)
  31. Langmuir I The Collected Works of Irving Langmuir Vol. 4 (Gen. Ed. C Guy Suits) (New York: Pergamon Press, 1961) p. 1 - 98
  32. Chen F F LTP-505 (Los Angeles, CA: Univ. of Califonia, 2005); Chen F F http://www.seas.ucla.edu/~ffchen/Publs/Chen213R.pdf
  33. Lieberman M A http://www.eecs.berkeley.edu/~lieber/LiebermanGEC05rev.pdf; Lieberman M A 58th Gaseous Electronics Conf., GEC05, San Jose, Calif., USA, 16 - 20 October 2005
  34. Riemann K-U IEEE Trans. Plasma Sci. 32 2265 (2004)
  35. Sato N (2002), Private communication, Intern. Conf. IGPIG
  36. Sato N Report on Seminar of MPE (Garching: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, 2007)
  37. Konopka U Report on Seminar of MPE (Garching: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, 2007)
  38. Tsytovich V N 36th European Physical Society Conf. on Plasma Physics, Sofia, Bulgaria, June 29 - July 3, 2009, Contributed Papers (Europhysics Conference Abstracts) Vol. 33E (Eds M Mateev, E Benova) (Mulhouse: European Physical Society, 2009) p. O-4.055; Tsytovich V N http://epsppd.epfl.ch/Sofia/pdf/O4_055.pdf
  39. Tsytovich V N Intern. Conf. on Micro-Particles in Etching Devices, France 1992, Abstracts; Tsytovich V N Comm. Plasma Phys. Contr. Fusion 15 349 (1994)
  40. Tsytovich V N, Khodataev Ya, Bingham R Comm. Plasma Phys. Contr. Fusion 17 247 (1996)
  41. Игнатов A М Краткие сообщения по физике ФИАН (1 - 2) 58 (1995)
  42. Цытович В Н Письма в ЖЭТФ 78 1283 (2003); Tsytovich V N JETP Lett. 78 763 (2003)
  43. Морфилл Г Е, Цытович В Е Физика плазмы 26 727 (2000); Morfill G, Tsytovich V N Plasma Phys. Rep. 26 682 (2000)
  44. Tsytovich V N, Koller J Contrib. Plasma Phys. 44 317 (2004)
  45. Цытович В Н Письма в ЖЭТФ 81 563 (2005); Tsytovich V N JETP Lett. 81 448 (2005)
  46. Цытович В Н Физика плазмы 31 157 (2005); Tsytovich V N Plasma Phys. Rep. 31 133 (2005)
  47. Tsytovich V, Gusein-zade N Phys. Plasmas 21 033705 (2014)
  48. Tsytovich V Contrib. Plasma Phys. 45 533 (2005)
  49. Goree J, Morfill G E, Tsytovich V N, Vladimirov S V Phys. Rev. E 59 7055 (1999)
  50. (2010), Private communication, Boulder Seminar
  51. Bonitz M et al. (Eds) Complex Plasmas. Scientific Challenges and Technological Opportunities (Springer Series on Atomic, Optical, and Plasma Physics) Vol. 82 (Berlin: Springer, 2014)
  52. Tsytovich V N et al. Phys. Plasmas 4 3882 (1997)
  53. Usachev A D et al. Phys. Rev. Lett. 102 045001 (2009)
  54. Heinrich J R, Kim S-H, Merlino R L Phys. Rev. E 84 026403 (2011)
  55. Tsytovich V et al. (2015), in press
  56. Цытович В Н, Гусейн-заде Н Г Физика плазмы 39 587 (2013); Tsytovich V N, Gusein-zade N G Plasma Phys. Rep. 39 515 (2013)
  57. Sütterlin K R et al. Phys. Rev. Lett. 102 085003 (2009); Sütterlin K R et al. Phys. Rev. Lett. 102 149901 (2009)
  58. Lampe M et al. Phys. Rev. Lett. 86 5278 (2001)
  59. Tsytovich V N, Morfill G E ЖЭТФ 141 211 (2012); Tsytovich V N, Morfill G E JETP 114 183 (2012)
  60. Tsytovich V, Morfill G Contrib. Plasma Phys. 51 707 (2011); Tsytovich V, Morfill G Contrib. Plasma Phys. 51 723 (2011); Tsytovich V, Morfill G Contrib. Plasma Phys. 51 830 (2011)
  61. Цытович В Н Физика плазмы 35 387 (2009); Tsytovich V N Plasma Phys. Rep. 35 347 (2009); Цытович В Н Физика плазмы 35 409 (2009); Tsytovich V N Plasma Phys. Rep. 35 368 (2009)
  62. Bonitz M, Henning C, Block D Rep. Prog. Phys. 73 066501 (2010)
  63. Tsytovich V N, Morfill G MPE Preprint (Garching: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, 2013)
  64. Tsytovich V N, Morfill G E 35th European Physical Society Conf. on Plasma Physics Hersonissos, Crete, Greece, 9 - 13 June 2008, Contributed Papers (Europhysics Conference Abstracts) Vol. 32D (Eds P Lalousis, S Moustaizis) (Mulhouse: European Physical Society, 2008) p. O-2.009; Tsytovich V N, Morfill G E http://epsppd.epfl.ch/Hersonissos/pdf/O2_009.pdf
  65. Цытович В Н Теория турбулентной плазмы (М.: Атомиздат, 1971); Tsytovich V N Theory of Turbulent Plasma (London: Plenum Press, 1977)
  66. Цытович В Н УФН 183 195 (2013); Tsytovich V N Phys. Usp. 56 180 (2013)
  67. Vaulina O S et al. New J. Phys. 5 82 (2003); Ваулина О С и др. Физика плазмы 30 988 (2004); Vaulina O S et al. Plasma Phys. Rep. 30 918 (2004)
  68. Tsytovich V NVaulina O S et al. Phys. Plasmas 13 032305 (2006); Tsytovich V NVaulina O S et al. Phys. Plasmas 13 032306 (2006)
  69. Tsytovich V, Gusein-Zade N, Morfill G IEEE Trans. Plasma Sci. 32 637 (2004)
  70. Tsytovich V NVaulina O S et al. New J. Phys. 9 263 (2007)
  71. Tsytovich V NVaulina O S et al. Astrophys. J. 780 131 (2014)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение