Hannover 2016 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 14: Dusty Plasmas II

P 14.3: Vortrag

Mittwoch, 2. März 2016, 11:40–11:55, f102

Dynamische und strukturelle Eigenschaften kristalliner Strömungen in komplexen Plasmen — •Jochen Wilms und Alexander Piel — IEAP, Christian-Albrechts-Universität, 24098 Kiel

Der Einschluss torusförmiger Staubwolken in anodischen Plasmen ist in den vergangenen Jahren eingehend untersucht worden. In erster Ordnung führt ein Gleichgewicht aus elektrischer Feldkraft und Ionenwindkraft zu einem aufrecht stehenden, ringförmigen Einschlusspotential. In zweiter Ordnung führt die Hallkomponente des Ionenwindes zu einer azimutalen Antriebskraft, die den Staub um einen zentralen staubfreien Bereich (Void) herum antreibt. Insgesamt ergibt sich so eine dreidimensionale, torusförmige Staubströmung, die gravitationsbedingt ein inhomogenes Geschwindigkeitsfeld aufweist. In detaillierten 3D Molekulardynamik-Simulationen konnten in der Vergangenheit Ergebnisse aus Laborexperimenten nachempfunden und weitere Phänomene vorhergesagt werden. So wurde kürzlich eine Kristallisation des Staubflusses im Realexperiment nachgewiesen, die bisher nur in Simulationen beobachtet wurde. Die neuen experimentellen Untersuchungen liefern darüber hinaus Hinweise darauf, dass eine Verzerrung des Einschlusspotentials entlang der Magnetfeldrichtung einen signifikanten Einfluss auf die Staubströmung nehmen kann. In diesem Beitrag werden - neben aktuellen experimentellen Resultaten - Ergebnisse einer um diese Verzerrung erweiterten MD-Simulation vorgestellt. Die Auswirkungen des Einschlusspotentials auf Strömungsfeld, Phasenübergänge, dynamische Kristallisation und auf das Auftreten von Schocks werden gezeigt. Gefördert durch SFB-TR24/A2.