Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Взаимодействие между пылевыми частицами в слабоионизованной газоразрядной плазме

Диссертация: Взаимодействие между пылевыми частицами в слабоионизованной газоразрядной плазме
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Предложен новый метод для определения сил взаимодействия между частицами в неидеальных диссипативных системах с изотропными парными потенциалами. Метод основан на решении обратной задачи, описывающей движение взаимодействующих частиц системой уравнений Ланжевена, и позволяет восстанавливать как потенциал парного взаимодействия между частицами системы, так и параметры внешнего удерживающего… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ ПЫЛЕВЫМИ ЧАСТИЦАМИ В КОМПЛЕКСНОЙ ПЛАЗМЕ
    • 1. 1. Электростатический потенциал вокруг пылевой частицы в плазме
      • 1. 1. 1. Изотропная плазма
        • 1. 1. 1. 1. Модель экранированного кулоновского потенциала
        • 1. 1. 1. 2. Пространственная асимптотика потенциала в бесстокновительной плазме. Роль ионного поглощения
        • 1. 1. 1. 3. Влияние столкновений ионов на форму потенциала
        • 1. 1. 1. 4. Анализ пространственного распределения потенциала в изотропной слабостолкновителыюй плазме
      • 1. 1. 2. Неизотропная плазма
        • 1. 1. 2. 1. Бесстокновительная плазма
        • 1. 1. 2. 2. Влияние столкновений и поглощения ионов на форму потенциала
    • 1. 2. Различные механизмы межчастичного взаимодействия
      • 1. 2. 1. Электростатическое взаимодействие. Парное приближение
      • 1. 2. 2. Теневое взаимодействие
        • 1. 2. 2. 1. Ионное теневое взаимодействие (эффект Лесажа)
        • 1. 2. 2. 2. Термофоретическое взаимодействие
        • 1. 2. 2. 3. Сравнение теневых эффектов
      • 1. 2. 3. Взаимодействие в кильватерном следе
      • 1. 2. 4. Диполь-дипольное взаимодействие
      • 1. 2. 5. Заряд-квадрупольное взаимодействие в условиях микрогравитации
      • 1. 2. 6. Взаимодействие положительно заряженных частиц
    • 1. 3. Экспериментальные исследования взаимодействия между пылевыми частицами в плазме
      • 1. 3. 1. Методы диагностики пылевой компоненты плазмы
      • 1. 3. 2. Исследования парного взаимодействия, основанные на динамическом возмущении исследуемой пылевой системы
        • 1. 3. 2. 1. Столкновение двух пылевых частиц
        • 1. 3. 2. 2. Лазерное возмущение системы
        • 1. 3. 2. 3. Использование тяжелой зондовой частицы
      • 1. 3. 3. Анализ взаимодействия между пылевыми частицами в невозмущенных плазменно-пылевых системах
        • 1. 3. 3. 1. Неидеальность пылевой плазмы
        • 1. 3. 3. 2. Экспериментальный анализ характерной энергии парного взаимодействия
        • 1. 3. 3. 3. Интегральные уравнения статистической физики
        • 1. 3. 3. 4. Решение обратной задачи Ланжевена
    • 1. 4. Выводы по первой главе
  • Глава 2. РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ЛАНЖЕВЕНА (численное моделирование)
    • 2. 1. Применение метода молекулярной динамики для моделирования транспортных процессов в пылевой плазме
      • 2. 1. 1. Методы моделирования динамики пылевых частиц
      • 2. 1. 2. Уравнения движения макрочастиц
        • 2. 1. 2. 1. Ограниченная пылевая система
        • 2. 1. 2. 2. Пространственно неограниченная система
        • 2. 1. 2. 3. Интегрирование уравнений движения и время установления динамического равновесия
      • 2. 1. 3. Моделирование стохастических процессов
      • 2. 1. 4. Параметры масштабирования уравнений движения
    • 2. 2. Результаты численного моделирования и их обсуждение
      • 2. 2. 1. Моделирование динамики взаимодействующих частиц (Параметры численной задачи)
      • 2. 2. 2. Метод решения обратной задачи
      • 2. 2. 3. Результаты решения обратной задачи
        • 2. 2. 3. 1. Случай двух частиц в поле ловушки
        • 2. 2. 3. 2. Ограниченная система, состоящая из множества частиц
        • 2. 2. 3. 3. Протяженная система пылевых частиц
        • 2. 2. 3. 4. Моделирование притяжения
    • 2. 3. Выводы по второй главе
  • Глава 3. КРИТЕРИИ КОРРЕКТНОГО РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ЛАНЖЕВЕНА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В ЛАБОРАТОРНОЙ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЕ
    • 3. 1. Условия численного решения обратной задачи Ланжевена
      • 3. 1. 1. Пространственный диапазон
      • 3. 1. 2. Продолжительность эксперимента
      • 3. 1. 3. Диссипативное условие
    • 3. 2. Условия диагностики пылевых систем в лабораторной плазме
      • 3. 2. 1. Метод визуализации.'
      • 3. 2. 2. Технические параметры используемых систем видеонаблюдения
    • 3. 3. Особенности корректного решения обратной задачи для условий реальных лабораторных экспериментах
      • 3. 3. 1. Временное и пространственное разрешение
      • 3. 3. 2. Визуализация части пылевого облака
      • 3. 3. 3. Наличие дополнительной степени свободы пылевых частиц
      • 3. 3. 4. Проверка результатов решения обратной задачи
    • 3. 4. Выводы по третьей главе
  • Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ПЫЛЕВЫМИ ЧАСТИЦАМИ В ЛАБОРАТОРНОЙ ПЛАЗМЕ ВЧ- РАЗРЯДА.~
    • 4. 1. Условия экспериментов
      • 4. 1. 1. Описание экспериментальной установки
      • 4. 1. 2. Наблюдения пылевых структур
    • 4. 2. Анализ экспериментальных данных методом, основанным на решении обратной задачи Ланжевена
      • 4. 2. 1. Результаты восстановления сил парного взаимодействия
      • 4. 2. 2. Результаты определения параметров ловушки
    • 4. 3. Результаты измерения физических характеристик исследуемых пылевых систем независимыми методами диагностики
      • 4. 3. 1. Первичная обработка экспериментальных данных
      • 4. 3. 2. Определение параметров пылевой подсистемы методом, основанным на анализе процессов массопереноса на малых временах наблюдения
      • 4. 3. 3. Результаты решения гиперцепного интегрального уравнения
    • 4. 4. Обсуяедение экспериментальных результатов
      • 4. 4. 1. Сравнение полученных экспериментальных данных с результатами измерений независимыми методами и численными/теоретическими данными
      • 4. 4. 2. Обсуждение результатов восстановления сил межчастичного взаимодействия и параметров удерживающего потенциала
    • 4. 5. Выводы по четвертой главе

Взаимодействие между пылевыми частицами в слабоионизованной газоразрядной плазме (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Пылевая плазма представляет собой ионизированный газ, содержащий заряженные частицы конденсированного вещества (пыль) микронных размеров, которые либо самопроизвольно образуются в плазме в результате различных процессов, либо вводятся в плазму извне. Такая плазма широко распространена в природе (в космосе, в верхних слоях атмосферы) и образуется в ряде технологических процессов (в процессе сгорания топлив, при травлении и напылении, в производстве наночастиц и т. д.) [1—7]. Наличие * макроскопических частиц в плазме может существенно влиять на ее химический и зарядовый состав, электрофизические и оптические свойства, а так же на процессы теплообмена и массопереноса. Макрочастицы в плазме могут заряжаться потоками электронов и ионов, а также путем фото-, термо-или вторичной эмиссии электронов и приобретать значительный отрицательный или положительный электрический заряд (-10″ -10 ё) [1—5]. Такие заряженные частицы эффективно взаимодействуют как между собой, так и с внешними электрическими (или магнитными) полями. Основным источником диссипации кинетической энергии пылевых частиц в слабоионизованной плазме являются их столкновения с нейтралами окружающего газа. Совместное действие внешних сил и сил межчастичного взаимодействия с процессами диссипации в такой плазме может приводить к формированию как квазистационарных плазменно-пылевых структур (подобных жидкости или твердому телу), так и к сложным колебательным, или хаотическим режимам [8−21].

Вследствие большого заряда пылевых частиц потенциальная энергия электростатического взаимодействия между ними, пропорциональная произведению зарядов взаимодействующих частиц, велика. Поэтому неидеальность подсистемы пылевых частиц реализуется значительно легче, чем неидеальность электрон-ионной подсистемы, хотя концентрация макрочастиц обычно значительно ниже концентраций электронов и ионов.

Тем самым, оказывается возможным появление ближнего порядка, и даже кристаллизация в системе пылевых частиц. Впервые экспериментальная реализация упорядоченных квазикристаллических структур заряженных микрочастиц была осуществлена в 1959 году с помощью модифицированной ловушки Пауля [22]. Возможность кристаллизации пылевой подсистемы в неравновесной газоразрядной плазме была рассмотрена Икези в 1986 году [23]. Спустя несколько лет после опубликования этой работы пылевой кристалл удалось наблюдать экспериментально сначала в плазме емкостного высокочастотного (вч-) разряда вблизи границы прикатодной области [8−11]. Некоторое время спустя формирование упорядоченных пылевых структур было обнаружено в плазме тлеющего разряда постоянного тока [12—14], в термической плазме атмосферного давления и фотоиндуцированной плазме [15−17], а также в ядерновозбуждаемой плазме при различных способах ее индукции [18].

Следует отметить, что в лабораторных условиях пылевая плазма впервые наблюдалась Лэнгмюром ещё в 1920;х годах. Однако её активное исследование началось лишь в последние десятилетия в связи с целым рядом практических приложений, таких как электродинамика продуктов сгорания ракетных топлив, электрофизика магнитогидродинамических генераторов [1, 2], а также с использованием технологий плазменного напыления и травления в микроэлектронике и развитием производства тонких пленок и наночастиц [24]. Большинство экспериментов по изучению свойств пылевой плазмы проводится в газовых разрядах различных типов. В зависимости от условий эксперимента образующиеся пылевые структуры могут быть близки к однородным трехмерным системам, или иметь сильно неизотропный квазидвумерный характер, как, например, отдельные пылевые слои (обычно от 1 до 10) в приэлектродной области вчразряда [6, 7]. Новые возможности для изучения свойств пылевой плазмы появились с развитием ее экспериментальных исследований в условиях микрогравитации [17, 19, 25, 26]. В стандартных лабораторных условиях наблюдаемые пылевые структуры удерживаются в поле тяжести Земли электрическим' полем ловушки, формирующейся в газоразрядных камерах, а гравитация оказывает лимитирующее влияние на результаты экспериментов, поскольку позволяет проводить исследования лишь в узком диапазоне параметров пылевой плазмы ограниченном условиями, обеспечивающими левитацию макрочастиц в поле тяжести. Эксперименты в микрогравитации позволяют изучать широкий круг явлений (динамика крупных ~ 100 мкм частиц, фотоэмиссионная зарядка атмосферного аэрозоля и т. д.), наблюдение которых невозможно в лабораториях на Земле [25, 26].

Лабораторная пылевая плазма является хорошей экспериментальной моделью для исследования свойств неидеальных диссипативных систем. Обладая целым рядом уникальных свойств, плазменно-пылевые структуры являются незаменимым инструментом и при изучении свойств сильно неидеальной плазмы, и с точки зрения более глубокого понимания явлений самоорганизации вещества в природе. Экспериментальные исследования пылевой плазмы могут сыграть существенную роль в проверке существующих и развитии новых феноменологических моделей в теории жидкости. Такие модели имеют огромную значимость, поскольку, благодаря сильному межчастичному взаимодействию, в теории жидкости отсутствует малый параметр, который можно было бы использовать для аналитического описания ее состояния и термодинамических характеристик, как это возможно в случае газов.

Задача об определении потенциала взаимодействия между частицами в неидеальных диссипативных системах представляет значительный интерес в различных областях науки и техники (физика плазмы, медицинская промышленность, физика и химия полимеров и т. д.) [6, 7, 27−31]. Информация о потенциале межчастичного взаимодействия необходима для анализа различных термодинамических и физических характеристик систем (таких как давление, внутренняя энергия, сжимаемость и т. д.), а также для вычисления различных кинетических коэффициентов (например, вязкости, теплопроводности, электропроводности и т. д.), используя известные формулы Грина-Кубо [30, 31].

Предположение экранированного потенциала (типа Юкавы) хорошо согласуется с результатами измерений радиальных сил взаимодействия между двумя частицами в плазме [32] и с результатами расчетов структуры экранирующего облака для уединенной пылевой частицы [33] только на небольших расстояниях от частицы (не превышающих четырех радиусов Дебая плазмы. Большинство теоретических исследований относится к случаю уединенных пылевых частиц в плазме. На настоящий момент окончательно не ясно, как влияют на форму потенциала межчастичного взаимодействия наличие других частиц в пылевом облаке, процессы ионизации газа, столкновения электронов (ионов) с нейтралами окружающего газа и множество' других факторов [34, 35]. Добавим также, что вопрос о наличии сил притяжения" в пылевых системах активно исследуется в ряде недавних работ [6, 7, 36]'. Таким образом, задача о форме потенциала взаимодействия между пылевыми частицами* в плазме на настоящий момент не имеет удовлетворительного решения:

Методам диагностики потенциала взаимодействия макрочастиц в неидеальных плазменно-пылевых системах уделяется значительное внимание в научной литературе: Ряд недавних работ (в статистической теории жидкостей) посвящен методам восстановления парного потенциала на основе приближенных интегральных уравнений для связи между парным потенциалом и парной корреляционной функцией [37−39]. К сожалению, существующие интегральные уравнения включают В' себя некоторые упрощенные предположения и не позволяют проводить корректное восстановление функции потенциала для сильно коррелированных жидкостных систем [37]. Дополнительное ограничение* таких методов связано с узким пространственным диапазоном корректной идентификации функции потенциала [37]. Широкий круг методов определения потенциалов межчастичного взаимодействия и зарядов пылевых частиц опирается на измерения их динамического отклика на различные внешние возмущения (например, периодические) с последующим анализом данного отклика, используя уравнения движения отдельных пылевых частиц в поле известных внешних сил [6, 7, 40−43]. Недостатки этих методов диагностики связаны с необходимостью априорной информации об электрических полях и внешних силах, с возможностью определения силы взаимодействия только между двумя изолированными частицами и/или с наличием внешних возмущений исследуемой системы, которое может приводить к значительному изменению параметров окружающей плазмы и пылевых частиц.

Целью настоящей работы, являлось исследование взаимодействия между пылевыми частицами в слабоионизованной плазме. Для достижения поставленной цели:

• выполнен подробный обзор основных теоретических моделей потенциалов, предлагаемых для описания взаимодействия пылевых частиц в плазме;

• проведен анализ существующих методик, применяемых для экспериментальных исследований взаимодействия между пылевыми частицами;

• выполнено численное моделирование динамики частиц, взаимодействующих с широким кругом парных потенциалов, для протяженных и ограниченных пылевых структур;

• исследованы границы корректного решения обратной задачи Ланжевена;

• предложен новый метод бесконтактной диагностики для определения сил межчастичного взаимодействия в неидеальных диссипативных системах с изотропными парными потенциалами;

• проведена экспериментальная апробация предлагаемого метода для пылевых частиц в лабораторной газоразрядной плазме емкостного высокочастотного разряда.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Получены новые численные данные о пространственном распределении потенциала вокруг уединенной пылевой частицы для случая слабостолкновительной плазмы, учитывающие зависимость потока ионов от их столкновений с нейтралами буферного газа.

2. Предложен новый метод для определения сил взаимодействия между частицами в неидеальных диссипативных системах с изотропными парными потенциалами. Метод основан на решении обратной задачи, описывающей движение взаимодействующих частиц системой уравнений Ланжевена, и позволяет восстанавливать как потенциал парного взаимодействия между частицами системы, так и параметры внешнего удерживающего потенциала, не опираясь на априорную информацию о коэффициентах трения частиц. В отличие от методов, разработанных ранее, предлагаемый метод не вносит возмущений в исследуемую систему частицне опирается на привлечение каких-либо дополнительных предположений о внешних силах или связях между пространственными корреляционными функциями и потенциалом парного взаимодействияи может применяться как для слабо коррелированных, так и для сильно неидеальных систем, которые состоят из двух или более взаимодействующих частиц.

3. Впервые исследованы границы корректного численного решения обратной задачи Ланжевена, основные из которых связаны с наличием случайных сил и диссипации в анализируемой системе, а также с пространственной асимптотикой потенциала межчастичного взаимодействия.

4. Рассмотрены особенности применения заявленной методики для диагностики плазменно-пылевых систем в реальных лабораторных экспериментах, обусловленные техническими параметрами используемых систем видеонаблюдения, такими как визуализация части пылевого облака, временное и пространственное разрешение движения частиц, а также наличие дополнительной степени свободы при использовании двумерной диагностики. Получены полуэмпирические соотношения для определения условий работы метода. При соблюдении полученных условий предлагаемый метод не требует никакой дополнительной информации, кроме информации о координатах и смещениях частиц, которая легко фиксируется как в численных, так и в реальных экспериментах.

5. Представлены результаты первой экспериментальной апробации предлагаемого метода для анализа взаимодействия пылевых частиц в лабораторной плазме вчразряда. Эксперименты были выполнены как для протяженных, так и для кластерных систем пылевых частиц в широком диапазоне параметров неидеальности исследуемых систем.

6. В результате анализа экспериментальных данных для протяженных плазменно-пылевых систем впервые было получено, что взаимодействие между пылевыми частицами в плазме газового разряда может быть описано в приближении парного (потенциального) взаимодействия, а пространственная зависимость потенциалов взаимодействия между пылевыми частицами имеет степенную (кулоновскую) асимптотику.

Полученные результаты могут быть использованы широким кругом специалистов, занимающихся изучением физических свойств пылевой плазмы, а также разработкой методов бесконтактной диагностики дисперсных систем. Результаты данной работы могут способствовать развитию ряда приложений, связанных с удалением частиц при производстве микросхем, моделированием нанокристаллов, контролируемым осаждением взвешенных частиц на подложку с целью получения материалов и покрытий с заданными свойствами и т. д. Предлагаемая методика бесконтактной диагностики сил межчастичного взаимодействия легко адаптируема для дисперсных систем различной, природы, и может применяться в химии, медицине и биологии, например, при исследовании коллоидных растворов, систем живых клеток и белковых макромолекул (в растворах).

В качестве основных результатов автор выносит на защиту следующие научные положения:

1. Новая методика бесконтактной диагностики плазменно-пылевой системы для одновременного определения сил взаимодействия между пылевыми частицами в плазме и параметров внешнего удерживающего потенциала.

2. Критерии корректного численного решения обратной задачи Ланжевена, основные из которых связаны с наличием случайных сил и диссипации в анализируемой системе, а также с пространственной асимптотикой потенциала межчастичного взаимодействия.

3. Полуэмпирические соотношения для определения условий корректного решения обратной задачи Ланжевена при диагностике плазменно-пылевых систем в реальных лабораторных экспериментах, включая необходимые требования к временному и пространственному разрешению используемых систем видеонаблюдения.

4. Новые данные о взаимодействии между пылевыми частицами в экспериментах с газоразрядной плазмой, включая данные о пространственной асимптотике и потенциальности сил межчастичного взаимодействия.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих статьях:

1. Ваулина О. С., Лисин Е. А., Определение парного потенциала взаимодействия для частиц в неидеальных диссипативных системах // Физика плазмы, том 35, № 7, с. 636−646 (2009).

2. Vaulina O.S., Lisin Е.А., Gavrikov A.V., Petrov O.F., Fortov V.E., Determination of Pair Interaction Forces between Particles in Nonideal Dissipative Systems // Phys. Rev. Lett., 103, 35 003 (2009).

3. Vaulina O.S., Lisin E.A., Technique for Analysis of Inter-particle Interaction in Non-ideal Dissipative Systems with Isotropic Pair Potentials // Physics of plasmas, 16, 113 702 (2009).

4. Vaulina O.S., Lisin E.A., Gavrikov A.V., Petrov O.F. and Fortov V.E., Analyses of the interaction between particles in non-ideal quasi-equilibrium extended systems // Journal of Plasma Physics, 76, parts 3&4, pp. 593−602. (2010).

5. Ваулина O.C., Лисин E.A., Гавриков A.B., Петров О. Ф., Фортов В. Е., Анализ парного межчастичного взаимодействия в неидеальных диссипативных системах // ЖЭТФ, том 137, № 4, с.751−766 (2010) и других публикациях:

6. Ваулина О. С., Лисин Е. А., Разработка метода определения парного потенциала взаимодействия в неидеальных диссипативных системах // Тезисы докладов молодежной научной конференции «Физика и прогресс», Санкт-Петербург 2008, стр. 147.

7. Ваулина О. С., Лисин Е. А., Разработка метода определения парного потенциала взаимодействия в неидеальных диссипативных системах // Труды 51-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», Часть VIII, Проблемы современной физики, Москва-Долгопрудный 2008, стр. 259.

8. Ваулина О. С., Лисин Е. А., Новый метод восстановления парного потенциала взаимодействия частиц в плазменно-пылевых системах //.

Тезисы XXXVI Международной конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Звенигород 2009.

9. Vaulina O.S., Lisin Е.А., New technique for restoration the pair potential of interacting particles in non-ideal systems // Compendium of the XXIV International Conference «Interaction of intense energy fluxes with matter, Elbrus 2009, p.215.

10. Vaulina O.S., Lisin E.A., Determination of pair interaction potential for particles in non-ideal dissipative systems // ECA «36th European Physical Society Conference on Plasma Physics» Vol.33E, 04.053., Sofia, Bulgaria, 2009.

11. Vaulina O.S., Lisin E.A., Gavrikov A.V., Petrov O.F., Fortov V.E., New technique for analysis of interparticle interaction in non-ideal dissipative systems I I Proceedings of ХШ International Conference Physics of Nonideal plasmas, Chernogolovka 2009, p. 121.

12. Vaulina O.S., Lisin E.A., Gavrikov A.V., Petrov O.F., Fortov V.E., The determining of interparticle interaction in non-ideal dissipative systems with isotropic pair portentials // Book of Proceedings of VI International Conference «Plasma Physics and Plasma Technology», Minsk, Belarus, September 28 — October 2, 2009, pp.780−783.

13. В ay лип a O.C., Jlucun E.A., Гавриков A.B., Петров О. Ф., Фортов В. Е., Анализ взаимодействия пылевых частиц в лабораторной плазме емкостного высокочастотного разряда // Труды 52-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», Часть VIII, Проблемы современной физики, Москва-Долгопрудный 2009, стр. 147−150.

14. Vaulina O.S., Lisin Е.А., Gavrikov А. V., Petrov O.F., Fortov V.E., Long-range asymptotics of intergrain interaction potential in extended dusty plasma structures of rfdischarge // Compendium of the XXV International Conference on Equations of State for Matter «Physics of Extreme States of Matter — 2010», Elbrus, Russia, 2010, P.162.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В результате выполнения работы.

1. Выполнен обзор основных теоретических и численных моделей потенциалов, предлагаемых для описания взаимодействия пылевых частиц как в изотропной, так и в неизотропной плазме. Рассмотрена возможность притяжения и отталкивания пылевых частиц, а также влияние столкновений плазменной компоненты (в основном ионов) с нейтралами окружающего газа.

2. Проведен анализ существующих методик, применяемых для экспериментальных исследований взаимодействия между пылевыми частицами, включая методы, основанные на различных динамических воздействиях на исследуемые пылевые системы, и методы анализа межчастичного взаимодействия в, невозмущенных плазменно-пылевых системах.

3. Выполнен анализ пространственного распределения потенциала вокруг уединенной пылевой частицы для случая слабостолкновительной плазмы, т. е. для случая, когда длина свободного пробега иона больше или сравнима с длиной экранирования в плазме. (Данный режим представляет наибольший интерес в экспериментах с пылевой плазмой газового разряда.) Получены новые численные данные о пространственном' распределении потенциала, учитывающие зависимость потока ионов от их столкновений с нейтралами. Ранее для расчета потока ионов на поверхность пылевой частицы использовалось бесстокновительное приближение, которое прогнозировало менее интенсивное' стремление потенциала к кулоновской асимптотике.

4. Выполнено численное моделирование динамики макрочастиц, взаимодействующих с широким кругом парных потенциалов, для протяженных пылевых структур (используя периодические граничные условия) и для ограниченных систем частиц, удерживаемых в поле электростатической ловушки. Моделирование проводилось методом Броуновской динамики для различных условий (потенциалов межчастичного взаимодействия, параметров неидеальности и сил трения) близких к условиям, существующим в лабораторной пылевой плазме.

5. Предложен новый метод для определения сил взаимодействия между частицами в неидеальных диссипативных системах с изотропными парными потенциалами. Метод основан на решении обратной задачи, описывающей движение взаимодействующих частиц системой уравнений Ланжевена, и позволяет восстанавливать как потенциал парного взаимодействия между частицами системы, так и параметры внешнего удерживающего потенциала, не опираясь на априорную информацию о коэффициентах трения частиц. Предлагаемая процедура была проверена путем численного моделирования задачи в широком диапазоне параметров, типичных для условий экспериментов в лабораторной пылевой плазме. В отличие от методов, разработанных ранее, предлагаемый метод: не вносит возмущений в исследуемую систему частицне опирается на привлечении каких-либо дополнительных предположений о внешних силах или связях между пространственными корреляционными функциями и потенциалом парного взаимодействияи может применяться как для слабо коррелированных, так и для сильно неидеальны систем, которые состоят из двух или более взаимодействующих частиц.

6. Впервые исследованы границы корректного численного решения обратной задачи Ланжевена, основными из которых являются длительность эксперимента и пространственная асимптотика исследуемого потенциала взаимодействия между частицами.

7. Рассмотрены особенности применения заявленной методики для диагностики плазменно-пылевых систем в условиях реальных лабораторньк экспериментов, обусловленные техническими параметрами используемых систем видеонаблюдения такими, как визуализация части пылевого облака, временное и пространственное разрешение движения частиц. Были получены эмпирические соотношения для определения границ корректного решения обратной задачи Ланжевена и условий работы метода. При соблюдении полученных условий предлагаемый метод не требует никакой дополнительной информации, кроме информации о координатах и смещениях частиц, которая легко фиксируется как в численных, так и в реальных экспериментах.

8. Представлены результаты первой экспериментальной апробации метода для анализа взаимодействия пылевых частиц в лабораторной плазме емкостного высокочастотного (вч-) разряда. Анализу подлежали эксперименты, выполненные как для протяженных, так и для кластерных систем пылевых частиц в широком диапазоне параметров неидеальности исследуемых систем. Проведено сравнение найденных характеристик исследуемых пылевых систем с существующими теоретическими моделями и с экспериментальными результатами, восстановленными при помощи независимых методов диагностики.

9. В результате анализа экспериментальных данных для протяженных плазменно-пылевых систем впервые было получено, что взаимодействие между пылевыми частицами в плазме газового разряда является парным (соответственно, потенциальным), а пространственная зависимость потенциалов взаимодействия между пылевыми частицами имеет степенную (кулоновскую) асимптотику.

Автор искренне признателен научному руководителю Ваулиной О. С. за внимательное и чуткое научное руководство, Гаврикову A.B., Тимирханоеу P.A., Васильевой Е. В. и Хрусталеву Ю. В. за помощь при работе с экспериментальными данными, Петрову О. Ф. и Косс К. Г. за помощь и моральную поддержку.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. — М.: Мир, 1971.
  2. Sodha М. and Guha S. Physics of Colloidal Plasmas // Adv. Plasma Phys.-V.4.-1971.
  3. Д., Храпак А., Якубов И. Ионизационное равновесие в плазме с конденсированной дисперсной фазой / Под ред. Б. М. Смирнова // Химия плазмы,-Вып.11. М.: Энергоатомиздат, 1984.
  4. В.Е., Якубов И. Т., Неидеальная плазма. М.: Энергоатомиздат, 1994.
  5. Rosenberg М., Mendis D.A. UV-Induced Coulomb Crytallization in a Dusty Gas // IEEE Trans, on Plasma Science.-l 995.-V.23.-P. 177.
  6. Fortov V.E., Ivlev A. V., Khrapak S.A., Khrapak A.G. andMorfill G.E. И Phys. Reports V.412, 1 (2005).
  7. O.C., Петров О. Ф., Фортов B.E, Храпак А. Г., Храпак С. А. Пылевая плазма (эксперимент и теория), Москва: Физматлит, 2009.
  8. Chu J., and IL. Direct observation of Coulomb Crystals and Liquids in Strongly Coupled Dusty Plasmas // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. P. 4009.
  9. Thomas II, Morfill G., Demmel V., et al. Plasma Crystal: Coulomb Crystallyzation in a Dusty Plasma//Phys. Rev. Lett. 1994. V. 73. P. 652.
  10. Melzer A., Trottenberg Т., and Piel A. Experimental Determination of the Charge on Dust Particles Forming Coulomb Lattices // Phys. Lett. A. 1994. V. 191. P. 301.
  11. Hayashi Y., and Tachibana К Observation of Coulomb Crystal Formation from Carbon Particles Grown in a Methane Plasma// Jpn. J. Appl. Phys. 1994. V. 33. P. 804.
  12. В.E., Нефедов А. П., Торчинский В. М., и др. Кристаллизация пылевой плазмы в положительном столбе тлеющего разряда // Письма в ЖЭТФ. 1996. Т.64. Вып.2. С.86−91.
  13. JIunaee А.М., Молотков В. И., Нефедов А. П., и др. Упорядоченные структуры в неидеальной пылевой плазме тлеющего разряда//ЖЭТФ. 1997. Том. 112. С. 2030.
  14. А.П., Петров О. Ф., Молотков В. И., и др. Возникновение жидкостных и кристаллических структур в пылевой плазме // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т.72. Вып.4. С.313−326.
  15. Fortov V. E, Nefedov А.Р., Petrov O.F., Samarian А.А., and Chernyschev A. V. Particle ordered structures in a strongly coupled classical thermal plasma // Phys. Rev. E. 1996. V. 54. P. R2236.
  16. Fortov V. E., Nefedov A. P., Petrov O. F., et al. M. Experimental observation of Coulomb ordered structure in spray of thermal dusty plasmas // JETP Lett. 1996. V. 63. P.176.
  17. Фортов B. E'., Нефедов А. П., Ваулипа O.C. и др. Пылевая плазма, индуцированная солнечным излучением, в условиях микрогравитации: эксперимент на борту российской космической станции «Мир» //ЖЭТФ.-1998.-Том 114.-С.2004−2021.
  18. Fortov V., Nefedov A., Vladimirov V., et al. Dust particles in a nuclear-induced plasma // Physics Letters A 1999. V.258. P.305.
  19. Morfill G., Thomas II., Konopka U., et al. Condensed plasma under microgravity // Phys. Rev. Lett. 1999.V. 83. P. 1598.
  20. Low D.A., Steel W.H., Annaratone B.M. et al. Probe induced particle circulation in plasma crystal // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. P. 4189.
  21. B.B., Молотков В. И., Нефедов А. П. и др. Аномальный нагрев системы пылевых частиц в газоразрядной плазме // Письма в ЖЭТФ. 1997. Том.66. С. 392.
  22. Ichimaru S. Strongly coupled plasmas: high-density classical plasmas and degenerate electron liquids // Rev. Mod. Phys. 1982. V.54. P.1017.
  23. Ikezi H. Coulomb Solid of Small Particles in Plasmas // Phys. Fluids. 1986. V. 29. P. 1764.
  24. Kroesen G.M.W. Dusty Plasmas: Industrial Applications / Edited by P.K. Shukla, D.A. Mendis, T. Desai // Advances in Dusty Plasmas. -Singapore:World Scientific, 1997. P. 365
  25. Vaulina O.S., Nefedov A.P., Fortov V.E., Petrov O.F. Diffusion in microgravity of macroparticles in dusty plasma induced solar radiation. //Phys. Rev.Lett., V.88,35 001 (2002)
  26. А.П., Ваулина O.C., Петров О. Ф., и др. Динамика макрочастиц в тлеющем разряде постоянного тока в условиях микрогравитации //ЖЭТФ, Том 122, № 4, С. 778 788, (2002)
  27. А.А., Тгташев С. Ф., Белый А. А., Кинетика диффузионно-контролируемых химических процессов, Москва: Химия, 1986.
  28. Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов / Под ред. Камминса Г. и Пайка Э. М.: Мир, 1978.
  29. Yakubov I.T., Khrapak A.G. Thermophysical andelectrophysical properties of low-temperature plasma with condensed disperse phase // Sov. Tech. Rev. B. Therm. Phys., V. 2, P. 269 (1989)
  30. И.З., Коваленко Н. П., Метод интегральных уравнений в статистической теории жидкостей // УФН 102, 209 (1972)
  31. March N. II., Tosi М.Р. Introduction to liquid state physics: World Scientific, 1995.
  32. Konopka U., Ratke L., and Thomas H.M., Central Collisions of Charged Dust Particles in a Plasma// Phys. Rev. Lett. 79, 1269 (1997).
  33. Dougherty J.E., Porteous R. K, Kilgore M.D. and Graves D.B., Sheath structure around particles in low-pressure discharges // J. Appl. Phys. 72,3934 (1992).
  34. Г., Цытович B.H., Томас X. Комплексная плазма: Элементарные процессы в комплексной плазме // Физика плазмы, Том 29, № 1, С.3−36 (2003).
  35. Vladimirov S.V. and Nambu М. Attraction of charged particulates in plasmas with finite flows // Phys. Rev. E 52, R2172 (1995).
  36. Usachev A. D., Zobnin A.V., Pelrov O. F. at al. Formation of a Boundary-Free Dust Cluster in a Low-Pressure Gas-Discharge Plasma // Phys. Rev. Lett. 102, 45 001 (2009)
  37. O.C., Петров О. Ф., Гаврикое A.B., Фортов В. Е. Определение парного потенциала взаимодействия между пылевыми частицами в плазме // Физика плазмы 33, 311 (2007).
  38. V. Е., Gavrikov А. V., Petrov О. F., Shakhova I. A. Investigation of the interaction potential and thermodynamic functions of dusty plasma by measured correlation functions // Phys. Plasmas 14,40 705 (2007).
  39. Fortov V. E., Petrov O. F., Vaulina O.S. Dusty-Plasma Liquid in the Statistical Theory of the Liquid State//Phys. Rev. Lett. 101, 195 003 (2008).
  40. Fortov V.E., Nefedov A.P., Molotkov V.I. at al. Dependence of the dust-particle charge on its size in a glow-discharge plasma //Phys. Rev. Lett. 87, 205 002 (2001)
  41. Fortov V.E., Petrov O.F., Usachev A.D., Zobnin A.V. Micron-sized particle-charge measurements in an inductive rf gas-discharge plasma using gravity-driven probe grains // Phys. Rev. E 70, 46 415 (2004)
  42. Pieper J.В., Goree J. Dispersion of plasma dust acoustic waves in the strong-coupling regime // Phys. Rev. Lett. 77, 3137 (1996)
  43. Homann A., Melzer A., Piel A. Measuring the charge on single particles by laser-excited resonances in plasma crystals // Phys. Rev. E 59, 3835 (1996)
  44. Bystrenko O. and Zagorodny A. Critical effects in screening of high-Z impurities in plasmas // Phys. Lett. A 255, 325(1999)
  45. Nefedov A. P., Petrov O. F., andKhrapakS. A. Plasma Phys. Rep. 24, 1037 (1998)
  46. Lampe M., Joyce G. Interactions between dust grains in a dusty plasma // Physics of Plasmas 7, 3851 (2000)
  47. Goree J. Charging of Particles in a Plasma //Plasma Sources Sci. Technol.V.3, P.400 (1994)
  48. B.H. Плазменно-пылевые кристаллы, капли и облака // УФЫ 167, 57 (1997)
  49. J. Е. Probe theory-the orbital motion approach // Phys. Scr. 45,497 (1992)
  50. Я. JI., Гуревич А. В., Питаевский JI. 77. Искусственные спутники в разреженной плазме, М: Наука, 1964
  51. S.A., Ivlev А. К, Мог fill G. Е. Interaction potential of microparticles in a plasma: Role of collisions with plasma particles //Phys. Rev. E 64, 46 403 (2001)
  52. Chung P M, Talbot L, Touryan К J Electric Probes in Stationary and Flowing Plasmas: Theory and Application, N. Y.: Springer, 1975
  53. Ratynskaia S., de Angelis U., Khrapak S., Klumov B. and Morfill G. Electrostatic interaction between dust particles in weakly ionized complex plasmas // Phys. Plasmas 13, 10 4508(2006)
  54. Complex and Dusty Plasmas: From Laboratory to Space, Eds. by V.E. Fortov, G. E. Morfill: CRC Press (2009)
  55. A.B., Загородний А. Г., Паль А. Ф., Старостин А. Н., Момот А. И. Кинетическое описание экранирования заряда макрочастиц в неравновесной плазме // Письма в ЖЭТФ, том 86, вып. 2, с. 873−878 (2007)
  56. Khrapak S. A., Klumov В. A., and Morfill G. Е. Electric Potential Around an Absorbing Body in Plasmas: Effect of Ion-Neutral Collisions // Phys. Rev. Lett. 100, 225 003 (2008)
  57. Bhatnagar P. L., Gross E. P. and Krook M., A model for collision processes in gases. I. Small amplitude processes in charged and neutral one-component systems // Phys. Rev. 94,511 (1954)
  58. A.B., Загородний А. Г., Момот А. И., Паль А. Ф., Старостин А. Н. Экранирование заряда в плазме с внешним источником ионизации // ЖЭТФ, том 131, вып. 1, с. 164−179 (2007)
  59. Khrapak S. A., Morfill S. A., Khrapak A. G. and D’yachkov L. G. Charging properties of a dust grain in collisional plasmas //Phys. Plasmas 13, 52 114 (2006)
  60. Su С. H. and Lam S. H. Continuum theory of spherical electrostatic probes //Phys. Fluids 6, 1479(1963)
  61. Cohen I. M. Asymptotic Theory of Spherical Electrostatic Probes in a Slightly Ionized, Collision-Dominated Gas //Phys. Fluids 6, 1492 (1963)
  62. Zobnin A. V., Nefedov A. P., Sinel 'shchikov V. A. and Fortov V. E. On the charge of dust particles in a low-pressure gas discharge plasma // JETP Vol. 91, No. 3, pp. 483−487 (2000)
  63. KhrapakS. A., Zhdanov S. K., Ivlev A. V. and Мог fill G. E. //J. Appl. Phys. 101, 33 307 (2007)
  64. Chaudhuri M., Khrapak S. A. and Morfill G. E. Electrostatic potential behind a macroparticle in a drifting collisional plasma: Effect of plasma absorption //Phys. Plasmas 14, 22 102 (2007)
  65. О. С., Репин А. Ю., Петров О. Ф., Адамович К Г. Кинетическая температура и заряд пылевой частицы в слабоионизованпой газоразрядной плазме // ЖЭТФ, том 129, № 6,1118−1131,2006.
  66. Ю.П. Физика газового разряда. -М.: Наука, 1987.
  67. . М, Столяров С II Излучение и потери энергии заряженных частиц в движущихся средах // УФН 162, 177 (1992)
  68. В. JI. Излучение равномерно движущихся источников (эффект Вавилова— Черенкова, переходное излучение и некоторые другие явления) // УФН 166, 1033 (1996)
  69. А. Ф., Богданкевич Л. С., Рухадзе А. А. Основы электродинамики плазмы, -М.: Высшая школа, 1978.
  70. Nambu М, Vladimirov S V, Shukla Р К, Attractive forces between charged particulates in plasmas // Phys. Lett. A 203,40 (1995)
  71. Vladimirov S V, Ishihara O, On plasma crystal formation // Phys. Plasmas 3,444 (1996)
  72. Ishihara O, Vladimirov S V, Wake potential of a dust grain in a plasma with ion flow // Phys. Plasmas 4, 69 (1997)
  73. Xie В, He K, Huang Z, Attractive potential in weak ion flow coupling with dust-acoustic waves // Phys. Lett. A 253, 83 (1999)
  74. Lemons D S et al. Two-dimensional wake potentials in sub-and supersonic dusty plasmas // Phys. Plasmas 7,2306 (2000)
  75. Lapenia G. Linear theory of plasma wakes // Phys. Rev. E 62,1175 (2000)
  76. Melandso, F., and Goree J. Polarized supersonic plasma flow simulation for charged bodies such as dust particles and spacecraftM // Phys. Rev. E 52, 5312 (1995)
  77. Winske, D. II IEEE Trans. Plasma Sci. 29, 191 (2001)
  78. Lapenia, G., Nature of the force field in plasma wakes // Phys. Rev. E 66, 26 409 (2002)
  79. Vladimirov S. V., Maiorov S. A. and Cramer N. F. Dynamics of the charging and motion of a macroparticle in a plasma flow // Phys. Rev. E, 63, 17 401 (2001)
  80. Vladimirov S. V., Maiorov S. A. and Ishihara O. Molecular dynamics simulation of plasma flow around two stationary dust grains // Phys. Plasmas 10, 3867 (2003)
  81. Ivlev A. V., Zhdanov S. K, Khrapak S. A., and Morfill G. E., Kinetic approach for the ion drag force in a collisional plasma //Phys. Rev. E 71, 16 405 (2005)
  82. Kompaneets R" Morfill G. E., and Ivlev A. V., Design of new binary interaction classes in complex plasmas // Phys. Plasmas 16, 43 705 (2009)
  83. Montgomery D., Joyce G., and Sugihara R., Inverse third power law for the shielding of test particles // Phys. Plasmas 10, 681 (1968)
  84. Cooper G., Shielding of slow test particles in a plasma // Phys. Fluids 12, 2707 (1969)
  85. Konopke U., Morfill G. E., and Rathe L. Measurement of the Interaction Potential of Microspheres in the Sheath of a rf Discharge // Phys. Rev. Lett. 84, 891 (2000)
  86. Chen L., Langdon A. B., and Lieberman M.A. Shielding of moving test particles in warm, isotropic plasma // J. Plasma Phys. 9, 311 (1973)
  87. Hamaguchi S. and Farouki R. T. Plasma-particulate interactions in nonuniform plasmas with finite flows // Phys. Plasmas 1, 2110 (1994)
  88. Wang C. L., Joyce G. and Nicholson D. R. Debye shielding of a moving test charge in plasma // J. Plasma Phys. 25, 225 (1981)
  89. Hou L-J, Wang Y-N, Miskovic Z L, Induced potential of a dust particle in a collisional radio-frequency sheath //Phys. Rev. E 68, 16 410 (2003)
  90. Lampe M, Joyce G, Ganguli G Analytic and simulation studies of dust grain interaction and structuring //Physica, Scr. 2001, T89, 106 (2001)
  91. Kompaneets R. et al. Potential around a charged dust particle in a collisional sheath // Phys. Plasmas 14, 52 108 (2007)
  92. Slenfio L., Yu M. Y., and Shukla P. K, Shielding of a slow test charge in a collisional plasma//Phys. Fluids 16, 450 (1973)
  93. Tsytovich V. N., Morfill G E, and Thomas H. Complex plasmas: I. Complex plasmas as unusual state of matter // Plasma Physics Reports 28, 623 (2002)
  94. Tsytovich V.N. Attraction of equally charged dust grains and formation of new type of matter //Comments Plama Phys. Controlled Fusion 15, 349 (1994)
  95. Hamaguchi S. II Comments Plasma Phys. Controlled Fusion 18, 95 (1997)
  96. А. М. II Физика плазмы 22, 648 (1996)
  97. V. N. Khodataev Y. К., Bingham R. II Comments Plasma Phys. Controlled Fusion 17, 249 (1996)
  98. Khrapak S. A., Ivlev A. V., Morflll G. E. and Thomas H. M. Ion drag force in complex plasmas // Phys. Rev. E 66, 46 414 (2002)
  99. Dougherty J. E., Graves D. B. Particulate temperature in radio frequency glow discharges //J. Vac. Sci. Techno 1. A 11, 1126 (1993)
  100. Melzer A., Schweigert V. A., Schweigert I. V., Homann A., Peters S., and Piel A., Structure and stability of the plasma crystal //Phys. Rev. E 54, R46. (1996)
  101. Ivlev A. V., Morfill G., Fortov V.E. Potential of a dielectric particle in a flow of collisionless plasma//Physics of Plasma.-1999.- V.6.-P.1415.
  102. Lapenta, G., Dipole moments on dust particles immersed in anisotropic plasmas //Phys. Rev. Lett. 75, 4409 (1995)
  103. Lee H. C., Chen D. Y., and Rosenstein В., Phase diagram of crystals of dusty plasma //Phys. Rev. E 56, 4596 (1997)
  104. Lapenta G. and J. U. Brackbill, Simulation of plasma shielding of dust particles in anisotropic plasmas //Phys. Scr., 1998, T75, 264 (1998)
  105. Mohideen, U., Rahman H. U., Smith M. A., Rosenberg M., and Mendis D. A., Intergrain coupling in dusty-plasma coulomb crystals // Phys. Rev. Lett. 81, 349 (1998)
  106. Resendes, D. P., Dipolar interaction in a colloidal plasma //Phys. Rev. E 61, 793 (2000)
  107. Tskhakaya, D. IX, and P. K. Shukla, Dipole-Dipole Interactions between Dust Grains in Plasmas // ЖЭТФ том 125, вып. 1, 63 (2004)
  108. Blum, J., et al., Growth and form of planetary seedlings: results from a microgravity aggregation experiment // Phys. Rev. Lett. 85, 2426 (2000)
  109. Bingham, R., and V. N. Tsytovich //Astron. Astrophys. 376, L43 (2001)
  110. Ivlev A.V., Morfill G. E., Thomas H. M. et al. First observation of electrorheological plasmas // Phys. Rev. Lett. 100, 95 003 (2008)
  111. Delzanno, G. L., Lapenta G., and Rosenberg M. Attractive potential around a thermionically emitting microparticle // Phys. Rev. Lett. 92, 35 002 (2004)
  112. Delzanno G. L., Bruno A., Sorasio G., and Lapenta G. Exact orbital motion theory of the shielding potential around an emitting, spherical body //Phys.Plasmas 12, 62 102 (2005)
  113. Л.Г., Храпак А. Г., Храпак С. А. Влияние электронной эмиссии на заряд и экранировку макрочастицы в плазме в режиме сплошной среды // ЖЭТФ, том 133, вып.1, с. 197 (2008)
  114. Khrapak, S. A., Morfill, G. Е., Fortov, V. Е&bdquo- D’yachkov, L. G., Khrapak, A. G" Petrov, О. F. Attraction of positively charged particles in highly collisional plasmas //Phys. Rev. Lett., 99, 55 003 (2007)
  115. Chaudhuri M., Khrapak S. A., and Morfill G. E. Effect of ionization/recombination processes on the electrical interactions between positively charged particles in highly collisional plasmas // Phys. Plasmas 17, 34 503 (2010).
  116. Э.П. и др. Оптическая диагностика мелких частиц в высокотемпературных газах. Варшава: INR-I748/XVIII/PP/A, 1978.
  117. О.С., Нефедов А. П., Петров О. Ф., и др. II Физ. плазмы 25, 233 (1999)
  118. Zardecki A. and Tarn W.G. Multiple scattering corrections to the Beer-Lambert law. 2: Detector with a variable field of view // Appl. Opt. 21, 2413 (1982)
  119. К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986.
  120. КС. Рассеяние света в мутной среде. Ленинград: Гостехиздат, 1951.
  121. Vasilieva LA. The shape of emission lines from a spatially inhomogeneous gas containing macroscopic particles // JQSRT 31, 323 (1984)
  122. Nefedov A.P., Petrov O.F., Vaulina O.S. Analysis of radiant energy emission from high temperature medium with scattering and absorbing particles // JQSRT 54, 453 (1995)
  123. O.C., Таранин M. В., Петров О. Ф. И Физ. Плазмы 25 311 (1999)
  124. М.М., Антипов С. Н., Стаценко КБ., Хрусталев Ю. В., Левченко В. Д., Петров О. Ф., Трехмерная диагностика плазменно-пылевых структур // Труды XXII Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков на вещество», Эльбрус, стр. 214, (2007)
  125. Takahashi К et al. Analyses of attractive forces between particles in Coulomb crystal of dusty plasmas by optical manipulations // Phys. Rev. E 58, 7805 (1998)
  126. Melzer A., Schweigert V. A., Piel A. Transition from attractive to repulsive forces between dust molecules in a plasma sheath // Phys. Rev. Lett. 83, 3194 (1999)
  127. Fortov V.E., Usachev A.D., Zobnin A.V., Molotkov V.I., Petrov O.F. Dust-acoustic wave instability at the diffuse edge of radio frequency inductive low-pressure gas discharge plasma //Phys. Plasmas 10, 1199 (2003).
  128. Vaulina O.S., Adamovich X.G., Petrov O.F., and Fortov V.E. Evolution of the masstransfer processes in nonideal dissipative systems. I. Numerical simulation. //Physical Review E, 77, 66 403 (2008).
  129. Vaulina O. S. and Vladimirov S. V. Diffusion and dynamics of macro-particles in a complex plasma //Plasma Phys. 9, 835 (2002).
  130. Vaulina O.S., Vladimirov S. V., Petrov O.F. et al. Phase state and transport of non-Yukawa interacting macroparticles (complex plasma) // Plasma Phys. 11, 3234 (2004).
  131. Vaulina O. S. and Drangevski I. E. Transport of macroparticles in dissipative two-dimensional Yukawa systems //Physica Scripta 73, 577 (2006).
  132. Vaulina O. S., Khrustalyov Yu. V, Petrov O. F., Fortov V. E. Energy density, heat capacity and diffusion constant in non-ideal Yukawa systems // EPL, 89 35001(2010)
  133. Vaulina O. S., Drangevski I. E., Adamovich X. G. etal., Two-Stage Melting in Quasi-Two-Dimensional Dissipative Yukawa Systems // Phys. Rev. Lett. 97, 195 001 (2006).
  134. Vaulina O.S., Adamovich X.G., Petrov O.F., and Fortov V.E. Evolution of the masstransfer processes in nonideal dissipative systems II: Experiments in dusty plasma. // Physical Review E, 77, 66 404 (2008).
  135. Ailawadi N.K., Equilibrium theories of simple liquids // Phys. Reports 57, 241 (1980)
  136. E. M., Клумое Б. А., Храпак А. Г., Морфилл Г. Е. Об определении межчастичного потенциала взаимодействия по-парной корреляционной функции // Письма в ЖЭТФ, том 90, вып. 5, с. 374−378 (2009)
  137. ЖуховицкийА. А., Швацман Л. А. Физическая Химия, Москва: Металлургия, 1987
  138. Д. К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках, Москва: Атомиздат, 1970
  139. Я.И. Введение в теорию металлов, Москва: Наука, 1958
  140. А. В. II Прикладная физика 6, 65 (1999)
  141. Г. Г., Гаджиева 3. Р., Тодоровский Б. Е. //Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. Приложение к спецвыпуску № 10, 301 (2002)
  142. Young D. A., Alder В. J. Critical Point of Metals from the van der Waals Model // Phys. Rev. A 3, 364 (1971)
  143. S., Farouki R. Т., and Dubin D.H.E. Triple point of Yukawa systems // Phys. Rev. E 56, 4671 (1997).
  144. E. M., Питаевский Л. П. Статистическая физика, ч. 2, Москва: Наука, 1978
  145. Vaulina О. S. et al. Charge-fluctuation-induced heating of dust particles in a plasma // Phys. Rev. E 60, 5959 (1999)
  146. В. В., Молотков В. К, Нефедов А. 77. и др. Аномальный нагрев системы пылевых частиц в газоразрядной плазме // Письма в ЖЭТФ 66, 392 (1997)
  147. Totsuji Н., Kishimoto Т., Inoue Y., et al. Yukawa system (dusty plasma) in one-dimensional external fields // Physics Letters A 221, 215 (1996).
  148. Farouki R.T., andHamaguchi S. //Appl. Phys. Lett. 61, 2973 (1992).
  149. O.C., Нефедов А. П., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Неустойчивость плазменно-пылевых систем с градиентом заряда макрочастиц //ЖЭТФ, Том 118, № 6, С.1319−1324 (2000)
  150. ЛифшицЕ. М., ПитаевскийЛ. П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979.
  151. Vaulina О. S., Adamovich X. G. and Vladimirov S. V. The dynamics of formation of monolayer dust structures in a confining electric field // Physica Scripta 79, 35 501 (2009).
  152. Vasiliev M.M., Antipov S.N., Pelrov O.F. Large-scale vortices in dc glow discharge dusty plasmas // J. Phys. A: Math. Gen., 39, 4539 (2006)
  153. O.C., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Моделирование процессов массопереноса на малых временах наблюдения в неидеальных диссипативных системах //ЖЭТФ127, 1153−1165 (2005).
  154. Chandrasekhar S. Stochastic problems in physics and astronomy // Rev. Mod. Phys. 15(1), 1 (1943).
  155. J.MZiman, Models of Disorder, New York: Cambridge Univ. Press, 1979.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!