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Slowing of acoustic waves in electrorheological and string-fluid complex plasmas

Schwabe, Mierk und Khrapak, Sergey und Zhdanov, Sergey und Pustylnik, Mikhail und Räth, Christoph und Fink, Martin und Kretschmer, Michael und Lipaev, Andrey und Molotkov, Vladimir und Schmitz, Andreas und Thoma, Markus H. und Usachev, Alexandr und Zobnin, Andrey und Padalka, Gennady und Fortov, Vladimir und Petrov, Oleg und Thomas, Hubertus M. (2020) Slowing of acoustic waves in electrorheological and string-fluid complex plasmas. New Journal of Physics, 22, 083079. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1367-2630/aba91b. ISSN 1367-2630.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1088/1367-2630/aba91b

Kurzfassung

The PK-4 laboratory consists of a direct current plasma tube into which microparticles are injected, forming a complex plasma. The microparticles acquire many electrons from the ambient plasma and are thus highly charged and interact with each other. If ion streams are present, wakes form downstream of the microparticles, which lead to an attractive term in the potential between the microparticles, triggering the appearance of microparticle strings and modifying the complex plasma into an electrorheological form. Here we report on a set of experiments on compressional waves in such a string fluid in the PK-4 laboratory during a parabolic flight and on board the International Space Station. We find a slowing of acoustic waves and hypothesize that the additional attractive interaction term leads to slower wave speeds than in complex plasmas with purely repulsive potentials. We test this hypothesis with simulations, and compare with theory.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135847/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Slowing of acoustic waves in electrorheological and string-fluid 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
Khrapak, SergeySergey.Khrapak (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3393-6767NICHT SPEZIFIZIERT
Zhdanov, SergeySergey.Zhdanov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pustylnik, MikhailMikhail.Pustylnik (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Räth, ChristophChristoph.Raeth (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fink, Martinmartin.fink (at) bndlg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kretschmer, MichaelI. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Univerität Gießen, Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lipaev, AndreyJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Molotkov, VladimirJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, AndreasI. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Univerität Gießen, Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thoma, Markus H.Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Usachev, AlexandrJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zobnin, AndreyJoint Institute for High Temperatures, Russian Academy of SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Padalka, GennadyGagarin Research and Test Cosmonaut Training Center, 141160 Star City, Moscow Region, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fortov, VladimirJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petrov, OlegJoint Institute for High Temperatures, RAS, MoscowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, Hubertus M.Hubertus.Thomas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8358-2023NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:27 August 2020
Erschienen in:New Journal of Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:22
DOI:10.1088/1367-2630/aba91b
Seitenbereich:083079
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:1367-2630
Status:veröffentlicht
Stichwörter:complex plasmas, dusty plasmas, string fluids, waves, elecrorheological fluids
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:07 Sep 2020 08:50
Letzte Änderung:24 Okt 2023 11:31

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