Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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PV: Plenarvorträge

PV X

PV X: Plenarvortrag

Freitag, 23. März 2007, 08:30–09:15, 3A

Komplexe Plasmen: Kräfte und dynamische Vorgänge — •Alexander Piel — IEAP, Christian-Albrechts-Universität, Kiel

Komplexe (staubige) Plasmen haben der Physik eine Reihe von neuen Impulsen gegeben, wie Plasmakristallisation, nicht-reziproke Kräfte, Windkräfte oder neue Einsichten in Wellenphänomene, die in diesem Vortrag erläutert werden. Die Coulombstreuung von Ionenströmungen an Staubteilchen ist gleichermaßen verantwortlich für die Bildung staubfreier Bereiche und für anziehende Kräfte zwischen gleichgeladenen Staubteilchen. Diese Kräfte haben wir mit Experimenten im Labor und auf Parabelflügen unter Schwerelosigkeit studiert. Ein zweiter Schwerpunkt unserer Untersuchungen sind zwei- und dreidimensionale Partikelsysteme in Plasmafallen. Diese Partikelwolken können in flüssigen und kristallinen Phasen auftreten. Wir haben entdeckt, dass in sphärischen Fallen, in denen wir die Schwerkraft durch theromophoretische Kräfte balancieren, Yukawa-Balls erzeugt werden können. Diese besitzen eine außergewöhnliche Kristallstruktur aus ineinander verschachtelten Schalen. Die elastischen Eigenschaften dieser zwei- und dreidimensionalen Systeme untersuchen wir anhand der Dispersion von Gitterwellen bzw. von Staub-Dichtewellen. Kürzlich konnten wir den direkten experimentellen Nachweis führen, dass transversale Wellen in flüssigen Phasen auftreten, wenn die Wellenlänge mit dem Interpartikelabstand vergleichbar wird. Dies ist ein gutes Beispiel, in dem komplexe Plasmen ein Modellsystem für reale Flüssigkeiten bilden, in denen eine Untersuchung auf der atomaren Skala nicht direkt möglich ist.