Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 13: Staubige Plasmen

P 13.2: Fachvortrag

Freitag, 7. April 2000, 11:30–12:00, HS III

Laser-angeregte Schocks und Mach-Kegel in stark gekoppelten staubigen Plasmen — •A. Melzer¹, S. Nunomura² und J. Goree² — ¹Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität Kiel, 24098 Kiel, Germany — ²Department of Physics and Astronomy, The University of Iowa, Iowa City IA 52242, USA

Plasmakristalle stellen ausgezeichnete Modellsysteme für das Studium stark gekoppelter Systeme mit flüssigen und kondensierten Zuständen dar. Sie bestehen aus mikrometergroßen Partikeln, die im Plasma durch den Zustrom von Elektronen und Ionen negative Ladungen von mehreren 1 000 Elementarladungen annehmen. In der Randschicht von Gasentladungen, wo die elektrischen Felder stark genug sind, die Gewichtskraft der Partikel zu balancieren, werden die Partikel gefangen, und sie ordnen sich aufgrund ihrer gegenseitigen Abstoßung zu regelmäßigen Strukturen, dem Plasmakristall, an.

Fokussierte Laserstrahlen erlauben die Anregung von Wellen und die gezielte Manipulation von Partikeln des Plasmakristalls. Die typischen Geschwindigkeiten und Längen lassen eine Beobachtung mit Hilfe von Videokameras zu. Hier werden Experimente vorgestellt, bei denen der Fokus des Laserstrahls durch den Plasmakristall bewegt wird. Ist die Geschwindigkeit des Fokusses größer als die Schallgeschwindigkeit im Plasmakristall, lassen sich Machkegel erzeugen. Im Gegensatz zu Machkegeln in fluiden Medien kann im Plasmakristall eine Sequenz von mehreren Machkegeln erzeugt werden, die eine gute Diagnostik des Partikel-Plasma-Systems erlauben.