Goree, John und Bin, Liu und Pustylnik, Mikhail und Thomas, Hubertus M. und Fortov, Vladimir und Lipaev, Andrey und Molotkov, Vladimir und Usachev, Alexandr und Petrov, Oleg und Thoma, Markus und Thomas, Edward und Konopka, Uwe und Prokopiev, Sergey (2020) Correlation and spectrum of dust acoustic waves in a radio-frequency plasma using PK-4 on the International Space Station. Physics of Plasmas, 27, Seite 123701. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/5.0024500. ISSN 1070-664X.
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Kurzfassung
Dust acoustic waves were investigated in an experiment under microgravity conditions, using the European Space Agency-Roscosmos facility PK-4 on the International Space Station. A three-dimensional dust cloud was confined in a glow-discharge plasma powered by a radio-frequency coil in low-pressure neon gas. Low-frequency dust acoustic waves (DAWs) were spontaneously excited due to the flowing ions in the plasma. Dust motion was imaged using video cameras, yielding the position for individual dust particles. Besides these particle-level measurements, the dust was also measured as a fluid continuum to obtain its velocity and density fluctuations. A space–time diagram of the dust-fluid velocity reveals that the waves changed properties as they propagated across the dust cloud, in the direction of the ion flow. Density fluctuations were characterized by a wave spectrum, indicating the emergence of collective vibration modes in a broad range of wave numbers. The decay of the modes was characterized by density correlation functions. Fitting the correlation functions to an analytical model yields an experimental measurement of the dispersion relation for DAWs, which is compared to that of linear theory.
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Correlation and spectrum of dust acoustic waves in a radio-frequency plasma using PK-4 on the International Space Station | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 1 Dezember 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Physics of Plasmas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1063/5.0024500 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seite 123701 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Institute of Physics (AIP) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1070-664X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | complex plasma, microgravity research, ISS, low temperature plasma | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: | Thomas, Dr. Hubertus M. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 25 Jan 2021 09:02 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 20 Okt 2023 09:46 |
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