Possible Mechanisms of String Formation in Complex Plasmas at Elevated Pressures.
Possible Mechanisms of String Formation in Complex Plasmas at Elevated Pressures.
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DOI：
10.3390/molecules26020308
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发表时间：
2021-01-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Pustylnik M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yaroshenko V;Pustylnik M
根据国际空间站上的Plasmakristall-4（PK-4）实验，从理论上研究了在高气压下复杂等离子体中形成场对准微粒串的粒子吸引可能机制。粒子相互作用能用两种不同的方法来处理：（i）使用Kompaneets等人推导的小马赫数下的动态屏蔽尾流势，在2016年，和（ii）通过放电电场引入捕获离子云的极化效应。发现这两种方法都能产生与放电模式无关的粒子相互作用能。在所进行的实验的参数空间中，第一种方法可以仅在高于40-45 Pa的气体压力下提供粒子吸引和弦形成的开始，而基于捕获离子效应的机制在实验上重要的压力范围20-40 Pa内产生吸引力，并且可以使理论和观察一致。
Possible mechanisms of particle attraction providing formation of the field aligned microparticle strings in complex plasmas at elevated gas pressures are theoretically investigated in the light of the Plasmakristall-4 (PK-4) experiment on board the International Space Station. The particle interaction energy is addressed by two different approaches: (i) using the dynamically screened wake potential for small Mach numbers derived by Kompaneets et al., in 2016, and (ii) introducing effect of polarization of the trapped ion cloud by discharge electric fields. Is is found that both approaches yield the particle interaction energy which is independent of the operational discharge mode. In the parameter space of the performed experiments, the first approach can provide onset of the particle attraction and string formation only at gas pressures higher than 40–45 Pa, whilst the mechanism based on the trapped ion effect yields attraction in the experimentally important pressure range 20–40 Pa and may reconcile theory and observations.
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