Hannover 2016 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 10: Poster Session- Dusty Plasmas

P 10.6: Poster

Dienstag, 1. März 2016, 16:30–19:00, Empore Lichthof

Untersuchung kinetischer Effekte in nichtlinearen Staubdichtewellen — •Stefan Schütt, Tim Bockwoldt und Alexander Piel — IEAP, Christian-Albrechts-Universität, 24098 Kiel

In staubigen Plasmen kommt es bei ausreichend hoher Staubdichte unterhalb eines kritischen Neutralgasdrucks zur Ausbildung von selbsterregten „dust density waves“ (DDWs). Die große Masse der mikrometergroßen Staubpartikel führt zu typischen Frequenzen der DDWs von etwa 10 Hz. Moderne Hochgeschwindigkeitskameras erlauben die zweidimensionale Verfolgung der Trajektorien einzelner Partikel und die Rekonstruktion des Phasenraums der DDW, ohne dass Tracerpartikel [1] verwendet werden müssen. Während die Gravitation unter Laborbedingungen einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Partikel ausübt, lassen sich unter Schwerelosigkeitsbedingungen ausgedehnte, dreidimensionale Staubwolken erzeugen und DDWs über mehrere Wellenlängen beobachten. Auf Parabelflügen wurden im Volumen einer Hochfrequenzentladung stark nichtlineare DDWs mit breiten Wellenbergen beobachtet. Diese weisen eine große Zahl von Partikeln auf, die über lange Zeitabschnitte im Wellenberg gefangen sind und sich nahezu mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der DDW bewegen. Mittels stroboskopischer Analyse wurden unter anderem Phasenräume dieser Wellen rekonstruiert. In diesem Beitrag werden die Methodik sowie die gefundenen kinetischen Effekte wie der Einfluss starker Kopplung vorgestellt. Die Ergebnisse werden mit DDWs unter anderen Bedingungen verglichen. Gefördert vom DLR unter 50WM1539.

[1] M. Himpel et al., Phys. Plasmas 19, 123704 (2012)