Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 5: Komplexe / Staubige Plasmen

P 5.8: Vortrag

Dienstag, 29. März 2011, 16:10–16:25, HS H

Toroidale Staubströmungen in magnetisierten Plasmen — •Torben Reichstein und Alexander Piel — IEAP, CAU Kiel

In einem magnetisierten anodischen Plasma ist es möglich, torusförmige Staubwolken einzufangen, deren Partikel um ein zentralen staubfreien Bereich (Void) rotieren. Einschluss und Dynamik dieser Strukturen wurden experimentell untersucht und ein simples hierarchisches Modell zur Beschreibung dieser Wolken vorgestellt. Darin wird die Staubdynamik in einem 1D-Einzelteilchenmodell durch eine Modulation einer azimutal gerichteten Ionenwindkraft durch die Gewichtskraft beschrieben [1]. Durch neue Experimente motiviert, wurde das Modell erweitert, um Vielteilcheneffekte ebenso wie ballistische Effekte zu berücksichtigen. Simulationen des erweiterten Modells haben neben einem verbessertem Verständnis der experimentellen Befunde auch neue Effekte wie das Auftreten von Dust Lattice Waves gezeigt [2]. In einem weiteren Schritt wurden dreidimensionale MD-Simulationen auf GPUs durchgeführt, die einen noch tieferen Einblick in die Strömungsvorgänge in torusförmigen Staubwolken erlauben und weitere neue Aspekte wie die Bildung von Wirbeln zeigen.

In diesem Beitrag wird neben den experimentellen Untersuchungen vor allem auf die MD-Simulationen eingegangen.

Gefördert durch SFB-TR24/A2.

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

[2] T. Reichstein et al., Phys. Plasmas 17, 093701, 2010