Novel features by the interaction of dust particles in a complex plasma

复杂等离子体中尘埃粒子相互作用的新特征

基本信息

批准号：
23244110
负责人：
ISHIHARA Osamu
金额：
$ 28.54万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Dust particles of micron size are negatively charged in a plasma and are confined in a plasma to remain charge neutral as a system. Dust particles can be suspended in a plasma by the balance of sheath electric force and gravity, and are visible through the scattering of laser light applied from the outside of the chamber. Novel structures of dust particles are observed, including the low-dimensional structures in a cryogenic plasma, two-dimensional structures formed in a horizontal plane of the sheath, and collective oscillations with extremely low frequency. The bow shock pattern is realized by dust particles, which helps to understand the basic structures of planetary bow shock. The vortex and mass ejection are observed in the application of strong magnetic field. On the other hand, the double helical structure found in a simulation gives a platform to understand the helix commonly observed in DNA. In conclusion, our research on complex plasma opened a new field in a plasma physics.

微米尺寸的灰尘颗粒在等离子体中带负电，并被限制在等离子体中以保持系统电中性。灰尘颗粒可以通过鞘层电力和重力的平衡悬浮在等离子体中，并且通过从腔室外部施加的激光的散射可见。观察到尘埃颗粒的新颖结构，包括低温等离子体中的低维结构、鞘层水平面中形成的二维结构以及极低频的集体振荡。弓形激波模式是由尘埃粒子实现的，这有助于理解行星弓形激波的基本结构。在强磁场的作用下观察到涡旋和质量喷射。另一方面，模拟中发现的双螺旋结构为理解 DNA 中常见的螺旋提供了一个平台。总之，我们对复杂等离子体的研究开辟了等离子体物理学的新领域。

项目成果

期刊论文数量（44）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

コンプレックスプラズマにおける微粒子構造形成

复杂等离子体中细颗粒结构的形成

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
岩佐和晃;斉藤耕太郎;佐藤貴宏;中尾裕則;村上洋一;伊藤晋一;横尾哲也;川名大地;J.-M. Mignot;石原修
通讯作者：
石原修

Dust cluster rotation in cryogenic magnetized plasma

低温磁化等离子体中的尘埃团旋转

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Minoru Ikehara;Yoshifumi Nogi;Yusuke Suganuma;Boo-Keun Khim;Tim Naish;Richard Levy;Xavier Crosta;Laura De Santis;Hideki Miura;Hisashi Oiwane;Kota Katsuki;Yusuke Yokoyama;Takuya Itaki;Yasuyuki Nakamura;横尾哲也，伊藤晋一，鈴木純一，猪野隆，武藤豪，大山研司，岩佐和晃，佐藤卓，富安啓輔，松浦直人，平賀晴弘　ほか10名;米原丈博・高塚和夫;N. C. Adhikary and O. Ishihara
通讯作者：
N. C. Adhikary and O. Ishihara

磁場中コンプレックスプラズマにおける厚みのある円盤の回転運動

磁场中复杂等离子体中厚圆盘的旋转运动