Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 5: Komplexe / Staubige Plasmen

P 5.4: Vortrag

Dienstag, 29. März 2011, 15:10–15:25, HS H

Raum-zeitliche Strukturen in Staubdichtewellen unter Schwerelosigkeit — •Kristoffer Ole Menzel, Oliver Arp, Tim Bockwoldt und Alexander Piel — IEAP, CAU-Kiel, D-24098 Kiel

Bringt man Mikropartikel (Staub) in ein Hochfrequenzplasma ein, so können sich bei genügend hohen Partikeldichten und geringen Neutralgasdrücken Dichtefluktuationen in der Staubwolke ausbreiten. Die stark nichtlinearen Wellen beziehen ihre Energie aus einer Ionenströmung im Plasma und werden deshalb als selbsterregt bezeichnet. Unter Schwerelosigkeit besitzen die dreidimensionalen Wellenfelder komplizierte raum-zeitliche Strukturen. Diese beinhalten das Auftreten von topologischen Defekten, an denen Wellenfronten aufbrechen oder sich verbinden. In diesem Beitrag werden die Wellen im Detail mit Hilfe von Methoden studiert, die es erlauben, instantane Welleneigenschaften zu bestimmen. Eine detailierte Frequenzmessung zeigte insbesondere das Auftreten sogenannter Frequenzcluster [1,2]. Hierbei handelt es sich um Bezirke unterschiedlicher aber jeweils konstanter Frequenz. Die Analyse erlaubt es außerdem, den Einfluss der Defekte auf die Clusterbildung zu beschreiben. Dabei hat sich gezeigt, dass das System van-der-Pol artigen Charakter besitzt. Dieser Befund konnte in numerischen Simulationen nachempfunden werden. Gefördert durch DLR unter 50WM0739.

[1] K.O. Menzel, O. Arp, and A. Piel, Phys. Rev. Lett. 104, 235002 (2010)

[2] K.O. Menzel, O. Arp, and A. Piel, Phys. Rev. E (in press)