Bochum 2015 – wissenschaftliches Programm
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 1: Dusty Plasmas I
P 1.5: Vortrag
Montag, 2. März 2015, 11:55–12:10, HZO 50
Ladungsreduktion und Dichtewellen in nanostaubigen Plasmen — •Benjamin Tadsen, Malte Jacobsen, Franko Greiner und Alexander Piel — IEAP, Christian-Albrechts-Universität, D-24098 Kiel, Germany
Die Reduktion der Ladung auf Partikeln in Plasmen mit hoher Staubdichte wird seit drei Jahrzehnten als „Havnes-Effekt“ diskutiert [1].
Er tritt ein, wenn der Havnes-Parameter, welcher das Verhältnis aus interner Staub- und externer Plasmadichte enthält, in die Größenordnung von Eins kommt.
In unseren Experimenten wächst Staub mit Radien von wenigen hundert Nanometern in einer RF-Parallelplatten-Entladung, welche in einem Argon-Acetylen-Gemisch betrieben wird.
Die so entstehenden Staubwolken haben Partikeldichten von einigen 1013 m−3.
Obwohl kleine Partikel einer größeren Neutraldämpfung unterliegen als große Partikel, zeigen sich im Experiment Dichtewellen, deren Frequenzen weit unterhalb der erwarteten Staub-Plasma-Frequenz von maximal aufgeladenen Staubpartikeln liegen.
Mithilfe eines Hybrid-Modells aus Fluid- und kinetischem Ansatz für die Wellendispersion wird gezeigt, dass eine inhomogene Plasmadichte und ein inhomogenes Strömungsprofil der Ionen die Struktur der Welle quantitativ beschreiben können, wenn man davon ausgeht, dass die Mehrzahl der Elektronen des Plasmas auf die Staubpartikel verteilt sind und somit ein großer Havnes-Effekt vorliegt.
Gefördert durch die DFG via SFB-TR24, Teilprojekt A2.
[1] O. Havnes et al., J. Geophys. Res. 89, 10999–11003 (1984)