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

Выпуски

 / 

2019

 / 

Октябрь

←  →

Физика наших дней


Экспериментальные исследования двумерных кристаллических структур в комплексной плазме: волны и неустойчивости

 а,  б,  б,  в,  б,  в,  в,  г,  в,  г
а Aix-Marseille Université, Aix-en-Provence, France
б Institut für Materialphysik im Weltraum, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Köln, Germany
в Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация
г Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул. 5/1, Москва, 105005, Российская Федерация

Представлен обзор экспериментальных исследований волн, дисперсионных соотношений и неустойчивости связанных мод в двумерных (монослойных) плазменных кристаллах. Улучшен метод визуализации, позволяющий одновременно исследовать три волновые моды (горизонтальные продольные и поперечные волны в плоскости монослоя, а также поперечные вертикальные колебания частиц монослоя). Этот метод используется для наблюдения формирования гибридных мод, приводящих к неустойчивости связанных мод из-за взаимодействий, опосредованных плазменными следами. Анализируются основные этапы неустойчивости связанных мод. Обсуждается синхронизация движения микрочастиц на частоте гибридной моды на ранней стадии развития неустойчивости. Показано, что пространственная ориентация наблюдаемой картины синхронизации хорошо коррелирует с направлениями максимума инкремента неустойчивости бессдвиговой гибридной моды. На поздних стадиях развития неустойчивости образуется фронт неравновесного плавления. Распространение фронта плавления имеет сходство с распространением фронтов пламени в обычном химически активном веществе. Также экспериментально продемонстрировано, что внешнее механическое возбуждение двумерного плазменного кристалла может вызвать неустойчивость связанных мод и привести к полному плавлению двумерной кристаллической структуры в комплексной плазме.

Текст pdf (1,5 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2019.01.038520
Ключевые слова: комплексная (пылевая) плазма, двумерные кристаллы, коллективные возбуждения, связанные моды, неустойчивость, управляемые взаимодействия, невзаимные взаимодействия, мягкая материя
PACS: 52.27.Lw, 63.22.−m, 64.70.dj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2019.01.038520
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2019/10/c/
000508386600003
2-s2.0-85072112677
2019PhyU...62.1000C
Цитата: Кёдель Л, Носенко В M, Жданов С, Ивлев А В, Лаут И, Яковлев Е В, Крючков Н П, Овчаров П В, Липаев А М, Юрченко С О "Экспериментальные исследования двумерных кристаллических структур в комплексной плазме: волны и неустойчивости" УФН 189 1070–1083 (2019)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 30 октября 2018, доработана: 15 января 2019, 17 января 2019

English citation: Couëdel L, Nosenko V M, Zhdanov S, Ivlev A V, Laut I, Yakovlev E V, Kryuchkov N P, Ovcharov P V, Lipaev A M, Yurchenko S O “Experimental studies of two-dimensional complex plasma crystals: waves and instabilities” Phys. Usp. 62 1000–1011 (2019); DOI: 10.3367/UFNe.2019.01.038520

Список литературы (92) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (23) Похожие статьи (7)

  1. Морфилл Г Е, Цытович В Н, Томас Г Физика плазмы 29 3 (2003); Morfill G E, Tsytovich V N, Thomas H Plasma Phys. Rep. 29 1 (2003)
  2. Фортов В Е и др УФН 174 495 (2004); Fortov V E et al Phys. Usp. 47 447 (2004)
  3. Fortov V E et al Phys. Rep. 421 1 (2005)
  4. Morfill G E, Ivlev A V Rev. Mod. Phys. 81 1353 (2009)
  5. Kryuchkov N P et al Sci. Rep. 9 10483 (2019)
  6. Kryuchkov N P, Brazhkin V V, Yurchenko S O J. Phys. Chem. Lett. 10 4470 (2019)
  7. Бражкин В В УФН 187 1028 (2017); Brazhkin V V Phys. Usp. 60 954 (2017)
  8. Бражкин В В УФН 189 665 (2019); Brazhkin V V Phys. Usp. 62 623 (2019)
  9. Yakovlev E V et al J. Chem. Phys. 151 114502 (2019)
  10. Клумов Б А УФН 180 1095 (2010); Klumov B A Phys. Usp. 53 1053 (2010)
  11. Melzer A, Homann A, Piel A Phys. Rev. E 53 2757 (1996)
  12. Melzer A et al Phys. Rev. E 54 R46 (1996)
  13. Thomas H M, Morfill G E Nature 379 806 (1996)
  14. Schweigert V A et al Phys. Rev. Lett. 80 5345 (1998)
  15. Nosenko V et al Phys. Rev. Lett. 100 025003 (2008)
  16. Samsonov D, Zhdanov S, Morfill G Phys. Rev. E 71 026410 (2005)
  17. Vladimirov S V, Shevchenko P V, Cramer N F Phys. Rev. E 56 R74 (1997)
  18. Vladimirov S V, Yaroshenko V V, Morfill G E Phys. Plasmas 13 030703 (2006)
  19. Ivlev A V, Morfill G Phys. Rev. E 63 016409 (2000)
  20. Qiao K, Hyde T W Phys. Rev. E 68 046403 (2003)
  21. Zhdanov S K, Ivlev A V, Morfill G E Phys. Plasmas 16 083706 (2009)
  22. Vladimirov S V, Nambu M Phys. Rev. E 52 R2172 (1995)
  23. Vladimirov S V, Ishihara O Phys. Plasmas 3 444 (1996)
  24. Ishihara O, Vladimirov S V Phys. Plasmas 4 69 (1997)
  25. Melzer A, Schweigert V A, Piel A Phys. Rev. Lett. 83 3194 (1999)
  26. Ivlev A V et al Phys. Rev. X 5 011035 (2015)
  27. Couëdel L et al Phys. Rev. Lett. 103 215001 (2009)
  28. Yaroshenko V V, Ivlev A V, Morfill G E Phys. Rev. E 71 046405 (2005)
  29. Couëdel L et al Phys. Plasmas 18 083707 (2011)
  30. Couëdel L et al Phys. Rev. Lett. 104 195001 (2010)
  31. Williams J D et al Phys. Rev. E 86 046401 (2012)
  32. Yurchenko S O et al Phys. Rev. E 96 043201 (2017)
  33. Ivlev A V et al Phys. Rev. Lett. 113 135002 (2014)
  34. Steinberg V et al Phys. Rev. Lett. 86 4540 (2001)
  35. Couëdel L et al Europhys. Lett. 115 45002 (2016)
  36. Couëdel L et al Phys. Rev. E 89 053108 (2014)
  37. Laut I et al Europhys. Lett. 110 65001 (2015)
  38. Nosenko V et al Phys. Plasmas 16 083708 (2009)
  39. Couëdel L et al Phys. Rev. Lett. 109 175001 (2012)
  40. Röcker T B et al Europhys. Lett. 106 45001 (2014)
  41. Rogers S S et al Phys. Biol. 4 220 (2007)
  42. Feng Y, Goree J, Liu B Rev. Sci. Instrum. 78 053704 (2007)
  43. Nunomura S et al Phys. Rev. Lett. 89 035001 (2002)
  44. Kryuchkov N P, Ivlev A V, Yurchenko S O Soft Matter 14 9720 (2018)
  45. Ivlev A V et al Phys. Rev. E 68 026405 (2003)
  46. Liu B, Goree J, Feng Y Phys. Rev. Lett. 105 085004 (2010)
  47. Liu B, Goree J, Feng Y Phys. Rev. Lett. 105 269901 (2010)
  48. Röcker T B et al Phys. Plasmas 19 033708 (2012)
  49. Röcker T B et al Phys. Plasmas 19 073708 (2012)
  50. Röcker T B et al Phys. Rev. E 89 013104 (2014)
  51. Menzel K O, Arp O, Piel A Phys. Rev. E 83 016402 (2011)
  52. Toth R, Taylor A F J. Chem. Phys. 125 224708 (2006)
  53. Kuramoto Y Chemical Oscillations, Waves, and Turbulence (Berlin: Springer-Verlag, 1984)
  54. Laut I et al Phys. Rev. E 93 013204 (2016)
  55. Ivlev A V et al Phys. Rev. E 91 063108 (2015)
  56. Yakovlev E V et al Phys. Rev. E 100 0230203 (2019)
  57. Kryuchkov N P et al Phys. Rev. Lett. 121 075003 (2018)
  58. Лифшиц Е М, Питаевский Л П Физическая кинетика (М.: Наука, 1979); Пер. на англ. яз., Lifshitz E M, Pitaevskii L P Physical Kinetics (Oxford: Pergamon Press, 1981)
  59. Couëdel L et al Phys. Rev. E 97 043206 (2018)
  60. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Гидродинамика 4-е изд. (М.: Наука, 1988); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Fluid Mechanics 2nd ed. (Oxford: Pergamon Press, 1987)
  61. Зельдович Я Б и др Математическая теория горения и взрыва (М.: Наука, 1980); Пер. на англ. яз., Zeldovich Ya B et al The Mathematical Theory of Combustion and Explosions (New York: Consultants Bureau, 1985)
  62. Dove M T Introduction to Lattice Dynamics (Cambridge Topics in Mineral Physics and Chemistry) Vol. 4 (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1993)
  63. Ivlev A et al Astrophys. J. 805 59 (2015)
  64. Hartmann P et al Phys. Rev. E 72 026409 (2005)
  65. Kryuchkov N P, Khrapak S A, Yurchenko S O J. Chem. Phys. 146 134702 (2017)
  66. Nosenko V et al Phys. Rev. Lett. 92 085001 (2004)
  67. Nunomura S et al Phys. Rev. E 68 026407 (2003)
  68. Рыжов В Н и др УФН 187 921 (2017); Ryzhov V N et al Phys. Usp. 60 857 (2017)
  69. Рыжов В Н и др УФН (2020), в процессе подготовки; Ryzhov V N et al. Phys. Usp. (2020), in preparation
  70. Kim J H et al J. Phys. D 52 083001 (2018)
  71. Wang S, Robertson A, Warner J H Chem. Soc. Rev. 47 6764 (2018)
  72. Wang H et al Adv. Mater. 30 1704382 (2018)
  73. Lin C-Y et al ACS Nano 11 11015 (2017)
  74. Gu Z-G, Zhang J Coord. Chem. Rev. 378 513 (2019)
  75. Becchi M, Giuntoli A, Leporini D Soft Matter 14 8814 (2018)
  76. Zhang Y et al J. Chem. Phys. 149 184902 (2018)
  77. Levin Y, Flores-Mena J E Europhys. Lett. 56 187 (2001)
  78. Yurchenko S O et al Langmuir 32 11245 (2016)
  79. Guillamón I et al Nature Phys. 5 651 (2009)
  80. Hoffmann A et al Phys. Rev. B 77 060506(R) (2008)
  81. Jing Z, Yong H, Zhou Y Supercond. Sci. Technol. 31 055007 (2018)
  82. Grimes C C, Adams G Phys. Rev. Lett. 42 795 (1979)
  83. Khrapak S A et al J. Chem. Phys. 149 134114 (2018)
  84. Pieranski P Phys. Rev. Lett. 45 569 (1980)
  85. Kelleher C P et al Phys. Rev. E 92 062306 (2015)
  86. Aveyard R et al Phys. Rev. Lett. 88 246102 (2002)
  87. Garbin V et al Phys. Rev. Lett. 114 108301 (2015)
  88. Mikikian M et al Phys. Rev. Lett. 105 075002 (2010)
  89. Khrapak S A, Kryuchkov N P, Yurchenko S O Phys. Rev. E 97 022616 (2018)
  90. Khrapak S AIP Adv. 8 105226 (2018)
  91. Khrapak S, Klumov B, Couëdel L Sci. Rep. 7 7985 (2017)
  92. Semenov I L, Khrapak S A, Thomas H M Phys. Plasmas 22 114504 (2015)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение