Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 18: Poster: Theorie/Simulation dichter und stark gekoppelter Plasmen

P 18.17: Poster

Mittwoch, 30. März 2011, 16:30–18:30, Foyer

Schmelzverhalten finiter Plasmakristalle — •Jan Schablinski, Dietmar Block und Alexander Piel — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Phasenübergänge stark gekoppelter zweidimensionaler Systeme wurden viele Jahre intensiv anhand ausgedehnter Systeme untersucht und sind für diesen Fall bereits gut verstanden. Sowohl theoretisch als auch experimentell konnte jedoch gezeigt werden, dass Struktur und Stabilität in finiten Systemen stark von der Teilchenzahl und Symmetrien der Teilchenanordnung abhängen. Eine nach wie vor offene Frage ist, ob und wie sich strukturelle Unterschiede solcher Cluster auch auf deren Schmelzverhalten auswirken. Bislang fehlten geeignete Methoden, um die kritische Temperatur finiter Kristalle zuverlässig zu bestimmen. Hierzu wurde die Methode der Varianz der block-gemittelten Interpartikelabstandsfluktuationen (VIDF) als sensitiver Parameter für einen Phasenübergang vorgeschlagen [1]. Dieser Beitrag stellt Experimente vor, mit denen diese Methode an realen Plasmakristallen erprobt wird. Hierbei findet die Lasermanipulation unter anderem in Form eines stochastischen Heizprozesses Anwendung, um die (kinetische) Temperatur des Partikelsystems kontrolliert zu manipulieren. Die angewandte Heizmethode ist für die Untersuchung von finiten Plasmakristallen optimiert und wird in Hinblick auf die Isotropie der Heizung sowie die resultierende Partikeldynamik im Detail analysiert. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen Symmetrien und Struktur und der Schmelztemperatur finiter Plasmakristalle systematisch untersucht.

[1] Böning et al., PRL 100, 2008