Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 3: Dusty Plasmas

P 3.3: Vortrag

Montag, 8. März 2010, 17:15–17:30, B 302

Modellierung der Staubrotation in magnetisierten Plasmen — •Torben Reichstein, Iris Pilch, Robert Große-Ahlert und Alexander Piel — IEAP, CAU-Kiel, D-24098 Kiel

Es ist möglich, in einem anodischen Plasma Staubwolken einzufangen. Dabei können sich torusförmige Staubstrukturen ausbilden, d.h. Partikel, die um einen staubfreien Bereich (Void) entlang einer Kreisbahn rotieren. In früheren Arbeiten sind Einschluss und Dynamik solcher Strukturen experimentell untersucht worden [1,2]. Neben optischen Untersuchungen sind mittels Sondenmessungen Plasmadichte und Plasmapotential bestimmt worden, um ausgehend von diesen Plasmaparametern ein Modell zur Beschreibung des Staubeinfangs zu entwickeln. Der Einschluss des Staubs wird durch ein Gleichgewicht von Kräften erster Ordnung in radialer Richtung beschrieben. Die Rotation der Partikel kann mittels eines Einzelteilchenmodells beschrieben werden, in welchem die Kräfte zweiter Ordnung, die azimutalen Komponenten des Ionenwindes und der Gravitation, die Dynamik beschreiben. Dieses Modell stimmt gut mit den optischen Beobachtungen überein, überschätzt jedoch die Partikelgeschwindigkeit. Eine Erweiterung des Modells besteht in der Hinzunahme von Vielteilcheneffekten. In diesem Beitrag wird sowohl auf die experimentellen Untersuchungen als auch auf die Modellvorstellung eingegangen.

Gefördert durch SFB-TR24/A2.

[1] T. Trottenberg et al., Phys. Plasmas 13, 042105, 2006

[2] I. Pilch et al., Phys. Plasmas 15, 103706, 2008