Нелинейные пыле-акустические волны в околоидеальной (газоподобной) криогенной пылевой плазме тлеющего разряда

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Экспериментально исследована пыле-акустическая неустойчивость в криогенной пылевой плазме тлеющего разряда при температуре буферного газа 83 К. Представлены оценки для основных плазменных параметров. Показано, что пылевая плазма близка к идеальной (\(\Gamma \ll 1\)). Проведено исследование взаимодействия волна–частица, показано, что волна является сильно нелинейной. Выполнена оценка электрического поля волны, которая также указывает на ее сильную нелинейность. Важная особенность описываемого эксперимента: при сильной нелинейности волна слабо возмущала пылевую концентрацию, что по-видимому, связано с высокой кинетической температурой пылевой фракции и газообразным фазовым состоянием пылевого облака.

Об авторах

Ф. М. Трухачёв

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный; Беларусь, Могилев

Р. Е. Болтнев

Объединенный институт высоких температур РАН; Филиал федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: boltnev@gmail.com
Россия, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2; Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, просп. Акад. Семенова, 1/10

А. А. Алексеевская

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: Xeniya.Koss@gmail.com
Россия, Москва

М. М. Васильев

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: svetlov.anton.s@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный

О. Ф. Петров

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: svetlov.anton.s@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный

Список литературы

  1. Shukla P.K., Mamun A.A. Introduction to Dusty Plasma Physics. UK, Bristol: Institute of Physics Publishing, 2002.
  2. Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А., Молот-ков В.И., Петров О.Ф. // УФН. 2004. V. 174. P. 495.
  3. Thomas H.M., Morfill G.E. // Nature. 1996. V. 379. P. 806.
  4. Fortov V.E., Khrapak A.G., Khrapak S.A., Molotkov V.I., Nefedov A.P., Petrov O.F., Torchinsky V.M. // Phys. Plasmas. 2000. V. 7. P. 1374.
  5. Jana M.R., Sen A., Kaw P.K. // Phys. Rev. E. 1993. V. 48. P. 3930.
  6. Fortov V.E., Ivlev A.V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. // Physics Reports. 2005. V. 421 (1–2). P. 1.
  7. Fortov V.E., Morfill G.E. Complex and Dusty Plasmas: From Laboratory to Space. CRC Press, 2009.
  8. Нефедов А.П., Петров О.Ф., Фортов В.Е. // УФН. 1997. Т. 167. С. 1215.
  9. Trukhachev F.M., Boltnev R.E., Alekseevskaya A.A., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Phys. Plasmas. 2021. V. 28. P. 093701.
  10. Schwabe M., Rubin-Zuzic M., Zhdanov S., Thomas H.M., Morfill G.E. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 99. P. 095002.
  11. Teng L.-W., Chang M.-C., Tseng Y.-P., Lin I. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. P. 245005.
  12. Chang M.-C., Teng L.-W., Lin I. // Phys. Rev. E. 2012. V. 85. P. 046410.
  13. Trukhachev F.M., Vasiliev M.M., Petrov O.F., Vasilie-va E.V. // Phys. Rev. E. 2019. V. 100. P. 063202.
  14. Храпак А.Г., Голятина Р.И., Майоров С.А., Хра-пак С.А. // ТВТ. 2020. Т. 58. С. 590.
  15. Trukhachev F.M., Boltnev R.E., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Molecules. 2022. V. 27(1). P. 227.
  16. Khrapak S.A., Ivlev A.V., Morfill G.E., Thomas H.M. // Phys. Rev. E. 2002. V. 66. P. 046414.
  17. Ivlev A.V., Khrapak S.A., Zhdanov S.K., Morfill G.E. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. P. 205007.
  18. Ishihara O. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2012. V. 5. P. 124020.
  19. Samoilov I.S., Baev V.P., Timofeev A.V., Amirov R.K., Kirillin A.V., Nikolaev V.S., Bedran Z.V. // J. Exp. Theor. Phys. 2017. V. 124. P. 496.
  20. Viehland L.A., Mason E.A. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1995 V. 60 (1). P. 37.
  21. Видеоизображение пылевого облака https://aip.scitation.org/ doi/suppl/10.1063/ 5.0058560/suppl_file/video_material.mp4.
  22. Trukhachev F.M., Gerasimenko N.V., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // New J. Phys. 2021. V. 23. P. 093016.
  23. Mendoza-Briceño C.A., Russel S.M., Mamun A.A. // Planet. Space Sci. 2000. V. 48. P. 599.

Дополнительные файлы


© Российская академия наук, 2023