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String fluids, turbulence, and waves studied on the level of the constituent particles using complex plasmas

Schwabe, Mierk und Antonova, Tetyana und Khrapak, Sergey und Lipaev, Andrey und Molotkov, Vladimir und Nosenko, V. und Pustylnik, Mikhail und Räth, Christoph und Thoma, Markus und Usachev, Alexandr und Zhdanov, Sergey und Zobnin, Andrey und Petrov, Oleg und Fortov, Vladimir und Thomas, Hubertus (2018) String fluids, turbulence, and waves studied on the level of the constituent particles using complex plasmas. 12th European Fluid Mechanics Conference, 2018-09-10 - 2018-09-13, Wien, Österreich.

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Kurzfassung

Complex plasmas are low-temperature plasmas with embedded microparticles. The microparticles in the plasma acquire high charges and strongly interact with each other. They form a classical condensed matter system, which can be used to investigate many generic phenomena on the level of individual particles. The microparticles are significantly affected by gravity, and unstressed three-dimensional microparticle clouds can only be studied under microgravity conditions. Here, we present studies of fluid complex plasmas performed in the RussianGerman complex plasma laboratory PK-3 Plus and the Russian-European PK-4 on board the International Space Station (ISS). The heart of PK-3 Plus was a capacitively coupled plasma chamber, and that of the successor PK-4 a DC plasma tube. Micropaticles can be injected in the plasma, which are illuminated from the side with light from a laser that is spread into a plane. The light scattered by the microparticles is recorded with digital cameras, with enables studying their movement in detail. Under certain conditions, instabilities turbulize the microparticle movement, or induce waves, which can then be studied in detail on the level of individual particles. When the applied electric field is quickly switched in polarity, ions flowing around the microparticles cause positive space charges (wakes), which attract other microparticles. This leads to the formation of microparticle strings - an electrorhelogical fluid. Fig. 1 shows an example of waves propagating in such a string fluid.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/121755/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:String fluids, turbulence, and waves studied on the level of the constituent particles using complex plasmas
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwabe, MierkMierk.Schwabe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6565-5890NICHT SPEZIFIZIERT
Antonova, TetyanaTetyana.Antonova (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khrapak, SergeyDLR, Sergey.Khrapak (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lipaev, AndreyJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Molotkov, VladimirJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nosenko, V.v.nosenko (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pustylnik, MikhailDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Räth, ChristophDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thoma, MarkusJustus-Liebig Universität GiessenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Usachev, AlexandrJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhdanov, SergeySergey.Zhdanov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zobnin, AndreyJoint Institute for High Temperatures, Russian Academy of SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petrov, OlegJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fortov, VladimirJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, HubertusDLR Research Group Complex Plasma, OberpfaffenhofenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2018
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:complex plasmas, fluid effects, waves, string formation, turbulence, microgravity
Veranstaltungstitel:12th European Fluid Mechanics Conference
Veranstaltungsort:Wien, Österreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:10 September 2018
Veranstaltungsende:13 September 2018
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Schwerelosigkeit (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Gruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Schwabe, Dr. Mierk
Hinterlegt am:20 Sep 2018 11:09
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:25

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