Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 5: Komplexe / Staubige Plasmen

P 5.1: Hauptvortrag

Dienstag, 29. März 2011, 14:00–14:30, HS H

Nichtlineare Phänomene und Selbstorganisation in staubigen Plasmen — •Oliver Arp, Kristoffer Ole Menzel, David Caliebe, Christian Schmidt, Tim Bockwoldt und Alexander Piel — IEAP, CAU-Kiel, D-24098, Kiel

Staubige Plasmen zeigen eine Vielzahl von dynamischen und strukturbildenden Phänomenen, die sich mit linearen Theorien nicht beschreiben lassen. Beispiele sind u.a. das komplizierte Wellenfeld von selbsterregten Staubdichewellen sowie die Dynamik der Staubwolke hinter einem schnellen Projektil. Selbsterregte Staubdichtewellen werden von strömenden Ionen angetrieben und zeigen in ausgedehnten, dreidimensionalen Staubwolken ein Wellenfeld mit Phasendefekten und Frequenzinseln, dass nicht mit dem linearen Wellenbild nach Huygens vereinbar ist. Das beobachtete Wellenfeld kann als System partiell synchronisierter, nichtlinearer Oszillatoren beschrieben werden, was zu einem Paradigmenwechsel bei der Interpretation des Wellenphänomens führt. Die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen schnellen Staubprojektilen und einer stationären dreidimensionalen Staubwolke erlaubt es wichtige Informationen über die viskoelastischen Eigenschaften von staubigen Plasmen zu gewinnen. Die Wechselwirkung des Projektils mit der Staubwoke hängt dabei stark von der Projektilgröße und -geschwindigkeit ab. Es werden neueste Ergebnisse von Experimenten im Labor und unter Schwerelosigkeit, sowie von Simulationen vorgestellt. Diese Arbeit wurde gefördert durch das DLR unter 50WM0739.