Schwabe, Mierk and Khrapak, Sergey and Zhdanov, Sergey and Pustylnik, Mikhail and Räth, Christoph and Fink, Martin and Kretschmer, Michael and Lipaev, Andrey and Molotkov, Vladimir and Schmitz, Andreas and Thoma, Markus H. and Usachev, Alexandr and Zobnin, Andrey and Padalka, Gennady and Fortov, Vladimir and Petrov, Oleg and 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.
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Official URL: https://doi.org/10.1088/1367-2630/aba91b
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/135847/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Slowing of acoustic waves in electrorheological and string-fluid complex plasmas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 27 August 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | New Journal of Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 22 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1088/1367-2630/aba91b | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | 083079 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Institute of Physics (IOP) Publishing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1367-2630 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | complex plasmas, dusty plasmas, string fluids, waves, elecrorheological fluids | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Komplexe Plasmen / Zero gravity (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Materials Physics in Space > Research Group Complex Plasma | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Schwabe, Dr. Mierk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 07 Sep 2020 08:50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 07 Sep 2020 08:50 |
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