Bochum 2015 – wissenschaftliches Programm

Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Aktualisierungen | Downloads | Hilfe

P: Fachverband Plasmaphysik

P 1: Dusty Plasmas I

P 1.3: Vortrag

Montag, 2. März 2015, 11:25–11:40, HZO 50

Kristalline Staubströmungen in magnetisierten anodischen Plasmen — •Jochen Wilms, Torben Reichstein und Alexander Piel — IEAP, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Der Staubeinschluss in magnetisierten anodischen Plasmen resultiert aus einem Gleichgewicht aus elektrostatischer und Ionenwindkraft, die ein ringförmiges Einschlusspotential bilden. Angetrieben von der Hallkomponente des Ionenwindes strömt der Staub aus der ursprünglichen Ruhelage entlang des Einschlusspotentials um einen zentralen staubfreien Bereich (Void) [1]. Die so entstehenden Staubtori weisen gravitationsbedingt ein komplexes Geschwindigkeitsfeld auf, welches durch 3D Molekulardynamik-Simulationen nachempfunden werden konnte. Weiterhin konnten mit Hilfe der Simulationen auch bis dato unbekannte Strömungsmodi identifiziert werden, so zum Beispiel die Anordnung der Partikel auf konzentrischen Schalen [2].

Die in diesem Beitrag vorgestellten experimentellen Untersuchungen zeigen, dass die Ordnung der Partikel in der Staubströmung maßgeblich von selbsterregten Staubdichtewellen beeinflusst wird, die in radialer Richtung durch den Torus propagieren. Durch Unterdrückung dieser Wellen konnten die aus den Simulationen bekannten Schalenstrukturen auch im Realexperiment beobachtet werden. Eine ausführliche Analyse der Strömung auf Partikelebene zeigt darüber hinaus, dass sich die Staubpartikel in starrer, kristalliner Anordnung befinden. Gefördert durch SFB-TR24/A2.

[1] I. Pilch et al., Phys. Plasmas 15, 103706 (2008)

[2] T. Reichstein et al., Phys. Plasmas 18, 083705 (2011)