Неоднородность структурных и динамических характеристик пылевой плазмы в газовом разряде

Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2020. Т. 157. № 1. С. 180–188.

Тимофеев А. В., Семенов В. П., Николаев В. С.

Плазменно-пылевые кристаллы принято рассматривать как пространственно-однородные структуры с равными значениями структурных и термодинамических параметров в различных областях системы. Показано, что уже в системе частиц с упрощенной моделью взаимодействия, учитывающей экрани- рованный кулоновский потенциал и параболическую ловушку, возникает неоднородность межчастичного расстояния, амплитуды тепловых колебаний частиц, параметра Линдеманна и параметра неидеальности. Исследуется вопрос о распределении величины кинетической энергии частиц в неоднородном плазменно- пылевом монослое: показано, что из-за неоднородности структурных параметров средняя кинетическая энергия частиц в центральной части структуры может значительно отличаться от средней кинетической энергии частиц на периферии. Обнаруженные эффекты проверяются при помощи аналитических мето- дов и численного моделирования, а также посредством сравнения с плазменно-пылевым экспериментом в тлеющем разряде постоянного тока. Полученные результаты имеют важное значение для исследо- вания конечных систем одноименных зарядов в ловушке и изучения механизма фазовых переходов в плазменно-пылевых системах.

Ключевые слова: пылевая плазма

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА: Суперкомпьютерные технологии атомистического моделирования в науках о материалах и физике биомембран (2019)